首页 > 代码库 > 模板参数推导
模板参数推导
模板参数推导
模板参数推导（template argument deduction），是在调用C++的模板函数时，由编译器根据使用上下文来推断所调用的模板函数的模板参数。这一概念也适用于类的模板成员函数。
类模板也存在模板参数推导的情形。例如：
template <class T>
struct eval;
template <template <class, class...> class TT, class T1, class... Rest>
struct eval<TT<T1, Rest...>>
{ };
eval<A<int>> eA; // OK: matches partial specialization of eval
概念
模板函数在定义时，用template<>声明模板参数（或称模板形参）。调用模板函数时，可以在函数名字后用< >显式指出模板参数（这时称作模板实参）。例如：
template<class T> void foo(T v1){}; foo<double>(3);
但是，调用模板函数时，如果不显式指明模板参数，而是根据函数的调用实参去推断模板实参，这就是模板参数推导。例如上例可进一步考虑情形：
foo(3.14);
编译器会推导出这种函数调用的模板实参为T->double.
推导类型
编译器比较函数模板的形参（template parameter）与对应的调用实参（argument used in the function call）的类型，以确定模板参数的类型。形参的类型必须是下述特定情形之一：
T const T volatile T T& T* T[10] A<T> C(*)(T) T(*)() T(*)(U) T C::* C T::* T U::* T (C::*)() C (T::*)() D (C::*)(T) C (T::*)(U) T (C::*)(U) T (U::*)() T (U::*)(V) E[10][i] B<i> TT<T> TT<i> TT<C>
说明：
- T, U, V表示模板类型参数
- 10表示任意整数常量
- i表示模板非类型参数
- [i]表示数组界（ represents an array bound of a reference or pointer type, or a non-major array bound of a normal array）
- TT表示模板的模板参数（template template argument）
- (T), (U), (V)表示参数列表包含至少一个模板类型参数
- ()表示参数列表不包含模板参数
- <T>表示模板参数列表包含至少一个模板类型参数
- <i>表示模板参数列表包含至少一个模板非类型参数
- <C>表示模板参数列表其模板参数不依赖于模板实参
编译器可以从上述几个类型结构的复合类型推导模板参数。
推导规则
对于形如：
template<typename T> int foo(ParamType param);
其模板参数T的类型需要从模板函数的实参与形参依照如下规则推导：
- 首先，如果模板函数的实参表达式是引用，首先去除引用；
- 上一步后，如果剩下的实参表达式有顶层的const且/或volatile限定符，去除掉。
因而，从模板函数的实参表达式，不能自动推导出顶层的CV-qualifiers，也不能自动推导出引用类型，需要显式指定。
例如：
template<class T> void foo(T arg){ arg=101;} // 函数模板 const int i=102; foo(i); //函数模板实例化为 void foo<int>(int)，实参的const限定已被脱去 foo<const int&>(v1);//直接显示指明模板参数类型 template<class T> void foo(const T& arg);//或者偏特化模板函数
如果形参还带上&号，声明为引用类型，则不执行const剥除（const-stripping），例如：
const int i=102; const int &j=i; template<class T> void foo(T arg) { arg=101;}// 函数模板 foo(j); // 编译错误: assignment of read-only reference ‘arg‘|
这是因为如果不抑制const剥除，则得到了一个非常量引用型变量，绑定到const变量，这显然是不可接受的。
实参表达式为数组，模板参数推导的类型为指针。这是因为数组名在实参表达式中自动隐式转换为首元素地址的右值。例如：
int a[9]; template<class T> void foo(T arg){}; // 函数模板 foo(a);// 函数模板实例化为 void foo<int*>(int*)
另外，C++11标准明确规定不能由模板参数推导出对应实参为std::initializer_list的类型。例如：
template<class T> void g(T); g({1,2,3}); // error: no argument deduced for T
类型完美转发
C++11增加了右值引用这一新的数据类型。如：template<class T> void foo(T&& arg);“T&&”并不意味着形参arg的数据类型一定是右值引用。其数据类型既可能是左值引用，也可能是右值引用。依据“引用塌缩规则”，有：
- 如果实参表达式是类型A的左值，则模板参数T的类型为左值引用A&，形参arg的类型为左值引用A&；
- 如果实参表达式是类型A的右值（包括纯右值与临终值），则模板参数T的类型为右值引用A&&，形参arg的类型为y右值引用A&&。
如此，就把实参的值分类情形完美地传递到模板函数内部，据此可再完美转发给拷贝语义或移动语义的实现函数。
标签:
模板的模板参数
... 、非类型参数、模板作为参数）； 如果二者是非类型的模板参数，则其具体类型应相等; 如果二者是模板作为参数，则递归执行上述模板的模板参数形实匹配规则； 如果P是一个可变参数模板，即P的模板形参列表包含了模板参数包（template parameter pack），则这个模板参数包 ...
C++14
... 了这一要求，允许lambda函数的形式参数声明中使用类型说明符 auto 。 auto lambda = [](auto x, auto y) {return x + y;} 泛型lambda函数遵循模板参数推导的规则。以上代码的作用与下面的代码相同： struct unnamed_lambda { template auto operator()(T x, U y) const {return x + y ... 的新特性，诸如移动和in-place构造 ...
C++ Technical Report 1
... C++语言中的引用。 使用 ref 以获得任何实例的wrapper reference（对常数引用const &使用 cref ）。 wrapper reference对模板函数(template function)尤其有用，当模板参数推导不出引用的时候（范例如下：） void f( int &r ) { r++; } template< class Funct, class Arg > void g( Funct f, Arg t ... ...
Initializer list
... constructor 注意，仅可以从braced-init-list推导出initializer_list。这一过程中，编译器自动查询哪些构造函数可以用initializer_list作为参数，并据此确定initializer_list的模板参数T的类型，从而对braced-init-list做类型转换，例如把字符串书面量"Hello world!"转换为string类，然后生成initializer_list，最后 ... 例如： int i {3. ...
可变参数模板
... ++11之前，模板（类模板与函数模板）在声明时必须有 固定数量的模板参数。C++11允许模板定义有任意类型任意数量的模板参数。 template class tuple; 上述模板类tuple可以有任意个数的类型名（typename）作为它的模板形参（template parameter）。例如，上述模板类可以 ... 现在形参名字左侧，声明了一 ...
模板超编程
... 如下的程式码： template Vector& Vector::operator+=(const Vector& rhs) { value[0] += rhs.value[0]； value[1] += rhs.value[1]； return *this; } 因为模板参数 dimension 在编译期是常数，所以编译器应能展开 for 循环。 静态多型 多型是一项共通的标准编程工具，衍生类别 ... 用来达成静态多型。如下例： template struct ...
decltype
... 设计，以解决泛型编程中有些类型由模板参数决定而难以（甚至不可能）表示的问题。 从语义上说，decltype的设计适合于通用库编写者或编程新手。总体上说，对于变量或函数参数作为表达式，由decltype推导出的类型与源码中的定义 ... 的机制的需求便由此出现，而这一机制常称为typeof。在泛型编程中，若类型由函数参数决定，则获知之常非易事，在需要获取函数模板实例化的返回类型时尤然。 为此，许多编译器厂商都基于程序 ...
右值引用
... push_back(T&& x); // T是类模板参数 ? 该成员函数不需要类型推导;这里的函数参数类型就是T的右值引用 template void emplace_back(Args&& args); // 该成员函数是个函数模板，有自己的模板参数，需要类型推导 }; 函数模板的形参必须是T&&形式，才需要模板参数类型推导。 ...
MediaWiki
... 2004年8月11日 完整版本说明 新的高度使用CSS呈现的默认外观（“MonoBook”皮肤），并进一步地遵从网络标准。 模板参数功能。 分类功能。 在可能时自动合并编辑冲突。 改善安装程序。 1.4 2005年3月20日 完整版本说明、语言 ... 5日 完整版本说明、语言支持 使用新的扩展框架处理页面的保护和解除保护。 后台更新采用“工作队列”。 改进对模板使用的溯查。 模板参数可使用默认值。 1.7 2006年7月7日 ...
模板参数推导