Item 1: Understand template type deduction#

一般常見的 templete 與調用

template<typename T>
void f(ParamType param);

f(expr);                    // deduce T and ParamType from expr

類型推斷的 3 種分類#

  1. ParamType 是 pointer 或 reference, 但不是 universal reference

  2. ParamType 是 universal reference

  3. ParamType 不是 pointer 也不是 reference

Note

universal reference 不是個正式的術語，正式的術語是 forwarding reference (從 C++17 之後被確認)

Case 1#

template<typename T>
void f(T& param);          // param is a reference

template<typename T>
void f(T* param);          // param is now a pointer

如果 expr 是 reference，先忽略 reference 的部份。
接著再依照 expr 的類型與 ParamType 做比對以確定 T 。

Tip

簡而言之，跟著推理的直覺做推理就行。

Case 2#

template<typename T>
void f(T&& param);         // param is now a universal reference

如果 expr 是個 lvalue ， T 與 ParamType 都會是個 lvalue references 。
否則就是依照 Case 1 的方式做推理。

Case 3#

template<typename T>
void f(T param);           // param is now passed by value

如果 expr 的類型是個 reference ，那就與 Case 1 一樣先忽略這部份。
接著在繼續做推論，如果 expr 是 const 或 volatile 的話也要忽略這部份。

範例

template<typename T>
void f(T param);           // param is still passed by value
const char* const ptr =    // ptr is const pointer to const object
    "Fun with pointers";
f(ptr);                    // pass arg of type const char * const

T 會被推論為 const char* 。

Tip

用 chatgpt 給的整理，不管是 reference 或是 pointer ， top-level const (也就是綁在變數上的 const) 會被忽略，但綁在類型上的不會。

Array Arguments and Function Arguments#

  • 若 array / function parameter 是 reference ，在做類型推導時不需要做 C 語言的型別退化。

  • 若 array / function parameter 不是 reference ，在做類型推導時就會先做 C 語言的型別退化，同時限定符 const / volatile 會被忽略。

特殊範例

使用 references to arrays 可以做出直接推論 array 裡面有多少成員的 template 範例。

// return size of an array as a compile-time constant. (The
// array parameter has no name, because we care only about
// the number of elements it contains.)
template<typename T, std::size_t N>                  // see info
constexpr std::size_t arraySize(T (&)[N]) noexcept   // below on
{                                                    // constexpr
    return N;                                        // and
}                                                    // noexcept

Note

constexpr 讓編譯器可以在編譯期就得到 arraySize 的回傳值。

Things to Remember#

  • 在模板型別推導中，作為參數的參照（reference）會被視為非參照，也就是其「參照性」會被忽略。

  • 在為通用參照（universal reference）參數進行型別推導時，lvalue 實參會被特別處理。

  • 在為按值（by-value）參數進行型別推導時，const 和/或 volatile 的實參會被視為非 const、非 volatile。

  • 在模板型別推導中，作為參數的陣列或函式名稱會退化為指標，除非它們被用來初始化參照。