C++ Primer 5th笔记（chap 16 模板和泛型编程）模板实参推断和引用

Posted 2021-10-19 thefist11

template < typename T> void f (T &p)
函数参数p是一个模板类型参数T的引用， 编译器会应用正常的引用绑定规则； const 是底层的， 不是顶层的

1.1 从左值引用函数参数推断类型

函数参数的类型

• 一个普通（ 左值） 引用时（ 形如 T & )

绑定规则：传递一个左值（ 一个变量或一个返回引用类型的表达式）。实参可以是 const 类型， 也可以不是。

如果实参是 const 的， 则 T 将被推断为 const 类型：
template <typename T> void f1 ( T& ) ; / / 实参必须是一个左值

/ / 对 fl 的调用使用实参所引用的类型作为模板参数类型
fl (i)； / / i 是一个int; 模板参数类型 T 是 int
fl (ci) ; // ci 是一个 const int; 模板参数 T 是 const int
fl (5 ); / / 错误： 传递给一个&参数的实参必须是一个左值

• const T&
  绑定规则：可以传递给它任何类型的实参 个对象（ const 或非 const)、 一个临时对象或是一个字面常量值。

• 函数参数本身是 const 时，T 的类型推断的结果不会是一个const类型。 const已经是函数参数类型的一部分； 因此， 它不会也是模板参数类型的一部分：

template <typename T> void f2 (const T & ) ; / / 可以接受一个右值
// f2 中的参教是 const &; 实参中的 const 是无关的
// 在每个调用中， f2 的函数参数都被推断为 const int &
f2 (i); / / i是一个 int; 模板参数 T 是 int
f2 (ci) ; // ci 是一个 const int , 但模板参数 T 是 int
f2 (5 ) ; // 一个 const &参数可以绑定到一个右值； T 是 int

1.2 从右值引用函数参数推断类型

当一个函数参数是一个右值引用（形如 T &&)

绑定规则：传递给它一个右值。 类型推断过程类似普通左值引用函数参数的推断过程。 推断出的 T 的类型是该右值实参的类型：

template <typename T> void f3 (T &&) ;
f3 (42) ; // 实参是一个 int 类型的右值； 模板参数 T 是 int

1.3 引用折叠和右值引用参数

假定i是一个 int 对象， 我们可能认为像 f3(i) 这样的调用是不合法的。 毕竟，i是一个左值， 而通常我们不能将一个右值引用绑定到一个左值上。 但 C++语言在正常绑定规则之外定义了两个例外规则， 允许这种绑定。

1.3.1规则1

影响右值引用参数的推断如何进行。 当我们将一个左值（ 如i) 传递给函数的右值引用参数， 且此右值引用指向模板类型参数（ 如 T &&) 时， 编译器推断模板类型参数为实参的左值引用类型。 因此， 当我们调用 f3(i)时， 编译器推断 T 的类型为int&，而非int。
T 被推断为 int &看起来好像意味着 f3 的函数参数应该是一个类型int &的右值引用。

1.3.2 规则2

如果我们间接创建一个引用的引用， 则这些引用形成了‘‘ 折叠”。 在所有情况下（ 除了一个例外）， 引用会折叠成一个普通的左值引用类型。 在新标准中， 折叠规则扩展到右值引用。 只在一种特殊情况下引用会折叠成右值引用： 右值引用的右值引用。 即， 对于一个给定类型 X:

• X & &、 X & & &和 X & & &都折叠成类型 X &
• 类型 X & & & &折叠成 X & &

f 3 (i); II 实参是一个左值； 模板参数 T 是int &
f3 (ci); II 实参是一个左值； 模板参数 T 是一个 const int &

当一个模板参数 T 被推断为引用类型时， 折叠规则告诉我们函数参数 T & &折叠为一个左值
引用类型。 例如， f3 (i) 的实例化结果可能像下面这样：

//无效代码. 只是用于演示目的
void f 3<int &> (int & & & ); // 当 T 是 int &时， 函数参数为 int &

f3 的函数参数是 T& &且 T 是 int&, 因此 T& &是int& & &, 会折叠成int &。 因此， 即使f3 的函数参数形式是一个右值引用（即， T& & ), 此调用也会用一个左值引用类型（即，int& ) 实例化 f3:

void f 3<int&> (int & ); // 当 T 是 int &时， 函数参数折叠为 int &

这两个规则导致了两个重要结果：
• 如果一个函数参数是一个指向模板类型参数的右值引用（ 如， T & & ), 则它可以被绑定到一个左值；
• 如果实参是一个左值， 则推断出的模板实参类型将是一个左值引用， 且函数参数将被实例化为一个（ 普通） 左值引用参数（ T & )

另外值得注意的是， 这两个规则暗示， 我们可以将任意类型的实参传递给 T&&类型的函数参数。 对于这种类型的参数， （ 显然） 可以传递给它右值， 而如我们刚刚看到的， 也可以传递给它左值