模板参数是否可以作为引用类型？

Question

我已经开始学习C ++，目前我正在尝试开始使用模板，所以如果我的措辞不是100％准确，请耐心等待。

我使用以下文献：

• C ++模板：完整指南（第2版）
• 有效的现代C ++：42种改进C ++ 11和C ++使用的具体方法14

第一本书介绍了以下模板功能

template<typename T1, typename T2>
auto max(T1 a, T2 b) -> decltype(b<a?a:b) {
  return b < a ? a : b;
}

并声明此定义有一个缺点，因为T1或T2可能是一个引用，因此返回类型可以是引用类型。

然而，第二本书指出，如果ParamType，在我们的例子中T1和T2既不是指针也不是引用，这对我们的情况来说是正确的，则忽略调用表达式的引用部分。

用例子说明

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

int x = 27; // as before
const int cx = x; // as before
const int& rx = x; // as before
f(x); // T's and param's types are both int
f(cx); // T's and param's types are again both int
f(rx); // T's and param's types are still both int

现在我想知道，第一个代码片段的返回类型是引用类型，甚至可能是多么可能？

Answer 1

他们都是对的：

请参阅cppinsights中生成的代码

template<typename T1, typename T2>
auto max(T1 a, T2 b) -> decltype(b<a?a:b) {
  return b < a ? a : b;
}

template<typename T1, typename T2>
auto max2(T1 a, T2 b){
  return b < a ? a : b;
}

max(j,i);
max2(j,i);

将'生成'：

template<>
int & max<int, int>(int a, int b)
{
  return b < a ? a : b;
}

template<>
int max2<int, int>(int a, int b)
{
  return b < a ? a : b;
}

问题是关于C ++ 11 -> decltype(b<a?a:b)如果删除它（在C ++ 14及更多版本中）该函数将不再返回引用

static_assert( is_same_v<decltype(i),int> );
static_assert( is_same_v<decltype((i)),int&> );
static_assert( is_same_v<decltype(i+j),int> );
static_assert( is_same_v<decltype(true?i:j),int&> );

见https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_other#Conditional_operator

4）如果E2和E3是相同类型和相同值类别的glvalues，则结果具有相同的类型和值类别[...]

5）否则，结果是prvalue [...]

在C ++中意味着：

static_assert( is_same_v<decltype(true?i:j),int&> ); // E2 and E3 are glvalues 
static_assert( is_same_v<decltype(true?i:1),int> ); // Otherwise, the result is a prvalue

Answer 2

因为T1或T2可能是引用，所以返回类型可以是引用类型。

我认为这是错误引用的。返回类型可以是引用类型，但出于不同的原因。

如果你在second book再往前走一点。在第3项中，您将找到问题的答案。

将decltype应用于名称会生成该名称的声明类型。名称通常是lvalue表达式，但这不会影响decltype的行为。然而，对于比名称更复杂的左值表达式，decltype通常确保报告的类型是左值引用。也就是说，如果名称以外的左值表达式具有类型T，则decltype将该类型报告为T＆。

然而，这种行为的含义值得注意。在

int x = 0;

x是变量的名称，因此decltype（x）是int。但是在括号中包含名称x - “（x）” - 会产生比名称更复杂的表达式。作为名称，x是左值，C ++也将表达式（x）定义为左值。因此，decltype（（x））是int＆。在名称周围加上括号可以改变decltype为其报告的类型！

现在唯一的问题是：

b<a?a:b是左值吗？

来自cppreference

4）如果E2和E3是相同类型和相同值类别的glvalues，则结果具有相同的类型和值类别，并且如果E2和E3中的至少一个是比特字段则是比特字段。

所以a和b是左值，如果它们属于同一类型，b<a?a:b也将是左值。看到一个很好的解释here。

这意味着max(1, 2)调用的返回类型将是int&而formax(1, 2.0)将是int