从 C++ 模板中的非 const 左值引用推导出 const 左值引用

Question

假设您有以下一对函数：

void f(const int&) { 
    // Do something, making a copy of the argument.
}

void f(int&&) { 
    // Do the same thing, but moving the argument.
}

它们相当多余——函数之间的唯一区别在于它们是复制还是移动参数。当然，我们可以通过将其重写为单个模板函数来做得更好：

template<typename T> 
void g(T&&) { 
    // Do something, possibly using std::forward to copy or move the argument.
}

这个行得通，是实践中常用的成语。但是模板可能会被实例化为三个函数，而不是我们上面的两个。我们可以使用以下代码验证这种情况：

#include <iostream>

template<typename T> constexpr char *type = nullptr;
template<> constexpr const char *type<int&> = "int&";
template<> constexpr const char *type<const int&> = "const int&";
template<> constexpr const char *type<int> = "int";

template<typename T> 
void g(T&&) { 
    std::cout << reinterpret_cast<void*>(&g<T>)
              << " = &g<" << type<T> << ">" << std::endl;
}

int main() {
    int i = 0;
    const int& cr = 0;

    g(i);
    g(cr);
    g(0);

    return 0;
}

/*
Prints:

0x100f45080 = &g<int&>
0x100f45100 = &g<const int&>
0x100f45180 = &g<int>
*/

这为 T = int& 的情况添加了第三个函数，当我们使用上面的非模板函数 f 时我们没有。在这种情况下，我们实际上不需要函数的这个非常量左值引用版本——给定 f 足以满足我们最初的需求——这会增加代码的大小，尤其是当我们有很多以这种方式编写的相互调用的模板函数。

有没有办法把我们上面的函数g写成这样，在我们的示例代码中调用g(i)时，编译器会自动推导出T = const int&？即，一种我们不必手动编写 g<const int&>(i) 但仍能获得所需行为的方法。

Answer 1

说 "forward references" ("universal references") 比专用重载更好是一种主观的观点。在很多情况下确实如此，但如果您想完全控制它们，它们将无法完成所有工作。

您可以明确确保用户不会传递非常量左值引用，方法是添加

    static_assert(!std::is_lvalue_reference<T>::value || std::is_const<typename std::remove_reference<T>::type>::value, "only call g with const argument");

inside g，但这并不是在所有情况下都是很好的解决方案。

或者您执行 vector::push_back(...) 的操作并提供显式重载——但这是您的起点，请参阅 https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector/push_back。

'correct' 答案仅取决于您的要求。

编辑： @Sjoerd 的建议类似于：

template <typename T>
class aBitComplicated {
public:
 void func(T&& v) { internal_func(std::forward<T>(v)); }
 void func(const T& v) { internal_func(v); }
private:
 template <typename U>
 void internal_func(U&& v) { /* your universal code*/ }
};

还有更多的 sophisticated/complicated 版本，但这里应该是实现您要求的最简单的版本。

从 C++ 模板中的非 const 左值引用推导出 const 左值引用

Deducing a const l-value reference from a non-const l-value reference in C++ template

c++

c++11

templates

perfect-forwarding

template-argument-deduction