C++ 模板：使用 const& 自动重载模板化函数以获得常量参数？

Question

假设我有一个模板函数 foo()，它接受两个整数引用作为参数。我希望模板函数也能自动处理常量引用（例如来自常量的引用）。这是一个通用的例子。我可以让 foo() 工作，但我必须为引用/常量引用参数的每个排列提供一个新的实现。

#include <iostream>

using namespace std;

template<typename A, typename B>
void foo(A& a, B& b)
{
    cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
}

template<typename A, typename B>
void foo(A& a, const B& b)
{
    cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
}

template<typename A, typename B>
void foo(const A& a, B& b)
{
    cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
}

template<typename A, typename B>
void foo(const A& a, const B& b)
{
    cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
}

int main()
{
    int x = 0;

    foo(x, x);
    foo(x, 10);
    foo(10, x);
    foo(20, 20);

    return 0;
}

上面的例子有点做作，但它是对我正在尝试做的事情的概括。在我更复杂的情况下，我有一个类作为一组参数的包装器。类构造函数是模板化的，如 foo()，可以有多达 10 个参数。枚举所有 2^10 个可能的构造函数将是一场噩梦。

Answer 1

你描述的问题是完美转发问题。 C++11 用universal references 解决了这个问题：

template<typename A, typename B>
void foo(A&& a, B&& b) {
    bar(std::forward<A>(a), std::forward<B>(b));
}

这里的参数不是右值引用，而是通用引用。它们将具有与参数相同的 ref-ness 和 const-ness。

如果参数是右值，foo 中的参数将是带有名称的右值。命名的右值是左值。要将参数传递给具有保留值的子函数，您需要将它们包装在std::forward 中。函数bar 将得到与foo 完全相同类型的a 和b。

Answer 2

如果模板不打算修改参数，那么只需提供带有const& 的版本就可以了：

template<typename A, typename B>
void foo(const A& a, const B& b)
{
    cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
}

如果你传递一个非 const 左值，它仍然会被一个 const 引用绑定，一切都会正常工作。

如果您想要一些重载来修改参数，那么请重新考虑设计，因为它们看起来不像应该共享名称的函数。有一些例外，例如，访问结构内部成员的访问器，如果对象是 const，您可能希望返回 const&，否则返回非常量引用......如果是这种情况，您可以反其道而行之，只提供非常量重载：

template<typename A, typename B>
void foo(A& a, B& b)

在这种情况下，如果参数是临时引用或非常量引用，则推断类型将反映它并将参数与const& 绑定。

int main() {
   int a = 5;
   const int b = 10;
   foo(a,b);          // foo<int,const int>(int&,const int&)
   foo(10,b);         // foo<const int,const int>(const int&, const int&)
}

重读您的问题，您似乎对完美转发感兴趣（这可能符合您的要求，也可能不符合您的要求）。如果是这种情况，并且如果您有 C++11 编译器，则可以将 universal-references 与可变参数模板一起使用。构建一个好的包装器是一件困难的事情，尽管您可以只使用std::tuple 作为实际存储，这应该会使任务变得非常简单。

Answer 3

除了所有正确的答案之外，这里有一个简单的程序仅供您参考，因为这可能有助于您更好地理解这个概念。

#include<iostream>
template<class X>
void func(X& x, X& y)
{
    //your code
}
template<class X, class Y>
void intermediateFunc(X&& x, Y&& y)
{
    func(x,y);
}

int main()
{
    int y = 9;
    intermediateFunc(5,5);
    intermediateFunc(y,5);
    intermediateFunc(5,y);
    intermediateFunc(y,y);
}