std::valarray 的 operator* 有什么问题？

Question

考虑以下 MCVE，其中我有两个值数组，其中 w 是 v 的两倍（try it out here）：

#include <valarray>

using namespace std;

int main() {
  valarray<int> v { 1, 2, 3 };

  for ([[maybe_unused]] auto x : v) {} // Ok

  auto w = v * 2;     // Leads to failure in loop below
  //valarray<int> w = v * 2; // Works
  //auto w = v*=2;      // Works
  //auto w = v; w *= 2; // Works

  for ([[maybe_unused]] auto x : w) {} // Failure here
}

此示例在最后一个循环中使用 clang 和 gcc 编译失败（此处为 gcc 输出）：

error: no matching function for call to 'begin(std::_Expr<std::__detail::_BinClos<std::__multiplies, std::_ValArray, std::_Constant, int, int>, int>&)'

问题的根源似乎是 v * 2 的 decuced 类型（我假设因为显式写下类型有效，所以似乎发生了一些隐式转换）。

查看 reference notes，似乎 operator* 可能 return 与 std::valarray<T> 有所不同。我不明白这样做的原因，但更令人费解的是 the same seem to apply to operator*=，除了这里我的 auto 作业有效。我希望 operator*= 和 operator* 的 return 值在这里相同（增量参考）。

所以我的问题是：

这是一个实现吗issue/bug？还是我遗漏了什么？
reference notes 背后的基本原理是什么（例如，为什么运算符 return 可能不适用于 std::begin/std::end 的不同内容）？

（注意：我将这个问题标记为 c++11，但它似乎也适用于 17 及以下的所有版本）

Answer 1

有一个称为表达式模板的技巧可以提高复合表达式的效率，但会严重破坏 auto。

改变这个：

auto w = v * 2;

对此：

std::valarray<int> w = v * 2;

并且您的代码有效。

要了解我们为什么要使用表达式模板，试试这个：

std::valarray<int> a={1,2,3},b{4,5,6},c={2,4,8};
std::valarray<int> r = (a+b*2)*c;

此处的表达式模板避免创建临时的 valarray a+b*2 或 b*2，而是将整个表达式向下传递，并使用 element-wise 操作构造 r。

(a+b*2)*c 中没有创建 3 元素 valarray 临时对象——只是一系列描述表达式结构和参数的对象。当分配给实际的 valarray 时，表达式将在 element-by-element 基础上计算。

但是 auto 没有转换为 valarray；它只存储表达式模板对象。所以你的代码中断了。

我不知道哪个版本的标准允许这样做；不管怎样，一些 valarray 实现使用它，它增加了很多效率。没有它，valarray 坦率地说很烂。

std::valarray 的 operator* 有什么问题？

What's wrong with std::valarray's operator*?

c++

c++11

operators

language-lawyer

valarray