推断 std::vector::back() 的返回类型

Posted 2023-02-16

【中文标题】推断 std::vector::back() 的返回类型

【英文标题】：Deducing return type of std::vector::back()

【发布时间】：2020-07-04 10:28:58

【问题描述】：

我知道标题有点含糊，但本质上，我想知道我们是否要为某些 STL 容器（即向量或列表）创建一个包装类，返回某些返回的方法的正确方法是什么对元素的引用。考虑以下代码：

template<typename T>
class wrapper

private:
std:vector<T> v;

public:
T back() const 
return v.back();


;

根据我的理解，back() 方法将返回一个对 vector 中最后一个对象的 const 左值引用，所以如果我们通过副本返回它会发生什么，我们会得到引用的副本还是目的？这是编译器可以作为返回值优化的一部分进行优化的东西吗？

【问题讨论】：

wrapper::back() 返回一个右值。您将获得 v 向量中最后一个元素的副本。

【参考方案1】：

要保留引用类型，请使用decltype(auto):

decltype(auto) back() const 
    return v.back();

【参考方案2】：

返回某些返回元素引用的方法的正确方法是什么。

正确的方法取决于您的需求，即您是否需要副本或左值引用/常量左值引用。我个人建议返回 const 引用或引用。

vector::back() 方法将返回对向量中最后一个对象的 const 左值引用

它返回一个引用/常量引用。如果你的vector 是const，它返回一个常量引用，否则它返回一个引用。见：std::vector<T, Allocator>::back

如果我们通过副本返回它会发生什么，我们会得到引用或对象的副本

只会创建引用对象的副本。

这是编译器可以作为返回值优化的一部分进行优化的东西吗？

是的，来自copy elision 上的 cppreference：

这取决于您的类型 T 并且编译器不是必需来执行此操作的。来自copy elision上的cppreference：

在以下情况下，编译器是允许的，但不需要省略类对象的复制和移动（C++11 起）构造，即使复制/移动（C++11 起）构造函数和析构函数也是如此有明显的副作用。对象直接构建到存储中，否则它们将被复制/移动到。这是一种优化：即使它发生并且没有调用复制/移动（自 C++11 起）构造函数，它仍然必须存在且可访问（就好像根本没有发生任何优化一样），否则程序会出错 -形成：

在对象的初始化中，当源对象是无名临时对象并且与目标对象具有相同的类类型（忽略 cv 限定）时。当无名临时变量是 return 语句的操作数时，这种复制省略的变体称为 RVO，即“返回值优化”。

另外，如果你通过复制返回，T 的复制构造函数可能会抛出并且你可能有一个无效的对象。

【讨论】：

关于复制省略的最后一部分我不清楚。问题中return 语句中的操作数是左值，而不是纯右值。如果我们有类似 return T; 的内容，它将适用。

是的，你是对的。我的错。我会更新答案，这里可能会发生复制省略，但这不是强制性的。

这里不会发生复制省略。 back() 返回一个引用，然后我们从中创建一个副本并返回它。为了避免复制，我们必须在包装器中返回一个引用。 （虽然在 C++17 之前，可以创建一个附加副本，可以省略。但让我们谈谈现代 C++）

【参考方案3】：

在问题中wrapper 类的const 成员函数中，向量v 是const。它是back() 成员函数返回std::vector<T>::const_reference。如果向量不是const，则返回类型将为std::vector<T>::reference。

在这种情况下，这两种类型等效于const T& 和T&，但是vector 的适当包装器还可以允许向量使用的分配器，并且返回类型可能不是那么简单。使用template <class T, class Alloc> wrapper ... std::vector<T, Alloc> v; ... ，分配器Alloc可以提供自己的引用类型；为了匹配这些类型，正确的名称来自 std::vector 中的 typedef。

【讨论】：

back() 不返回迭代器。它确实返回了对 T 的引用。我不明白第二部分。完美的返回类型扣除将是 decltype(auto) （如另一个答案所述）。

@phön — 哎呀，愚蠢的错字。那应该是reference。固定。