模板參數推導

模板參數推導

模板參數推導是在調用C++的模板函式時,由編譯器根據使用上下文來推斷所調用的模板函式的模板參數。這一概念也適用於類的模板成員函式。類模板也存在模板參數推導的情形。

概念

模板函式在定義時,用template<>聲明模板參數(或稱模板形參)。調用模板函式時,可以在函式名字後用“< >”顯式指出模板參數(這時稱作模板實參)。例如:

但是,調用模板函式時,如果不顯式指明模板參數,而是根據函式的調用實參去推斷模板實參,這就是模板參數推導。例如上例可進一步考慮情形:

模板參數推導 模板參數推導

編譯器會推導出這種函式調用的模板實參為T->double。

推導類型

編譯器比較函式模板的形參(template parameter)與對應的調用實參(argument used in the function call)的類型,以確定模板參數的類型。形參的類型必須是下述特定情形之一:

說明:

•T, U, V表示模板類型參數

•10表示任意整數常量

•i表示模板非類型參數

•[i]表示數組界( represents an array bound of a reference or pointer type, or a non-major array bound of a normal array)

•TT表示模板的模板參數(template template argument)

•(T), (U), (V)表示參數列表包含至少一個模板類型參數

•()表示參數列表不包含模板參數

•表示模板參數列表包含至少一個模板類型參數

•表示模板參數列表包含至少一個模板非類型參數

•表示模板參數列表其模板參數不依賴於模板實參

編譯器可以從上述幾個類型結構的複合類型推導模板參數。

推導規則

對於形如:

其模板參數T的類型需要從模板函式的實參與形參依照如下規則推導:

•首先,如果模板函式的實參表達式是引用,首先去除引用;

•上一步後,如果剩下的實參表達式有頂層的const且/或volatile限定符,去除掉。

因而,從模板函式的實參表達式,不能自動推導出頂層的CV-qualifiers,也不能自動推導出引用類型,需要顯式指定。

例如:

如果形參還帶上&號,聲明為引用類型,則不執行const剝除(const-stripping),例如:

這是因為如果不抑制const剝除,則得到了一個非常量引用型變數,綁定到const變數,這顯然是不可接受的。

實參表達式為數組,模板參數推導的類型為指針。這是因為數組名在實參表達式中自動隱式轉換為首元素地址的右值。例如:

另外,C++11標準明確規定不能由模板參數推導出對應實參為std::initializer_list的類型。例如:

類型轉發

C++11增加了右值引用這一新的數據類型。如:template<class T> void foo(T&& arg);“T&&”並不意味著形參arg的數據類型一定是右值引用。其數據類型既可能是左值引用,也可能是右值引用。依據“引用塌縮規則”,有:

•如果實參表達式是類型A的左值,則模板參數T的類型為左值引用A&,形參arg的類型為左值引用A&;

•如果實參表達式是類型A的右值(包括純右值與臨終值),則模板參數T的類型為右值引用A&&,形參arg的類型為y右值引用A&&。

如此,就把實參的值分類情形地傳遞到模板函式內部,據此可再轉發給拷貝語義或移動語義的實現函式。

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