模板参数的引用变量的问题

Question

下面的小例子说明了我的问题：

template<class T> struct X
{
    static void xxx(T& x) { }
    static void xxx(T&& x) { }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    int x = 9;
    X<int>::xxx(x); // OK.
    X<int&>::xxx(x); // ERROR!
    return 0;
}

错误信息 (GCC)：

错误：'static void X::xxx(T&&) [with T = int&]' 不能重载
错误：带有'static void X::xxx(T&) [with T = int&]'

为什么？ T = int& ---> T& 在static void xxx(T& x) 中被int&& 替换了吗？

如果问题的答案是肯定的，那么：

• T& 不是左值引用，而是成为右值引用！
• 下面的代码应该可以工作：

但它没有：

template<class T> struct X
{
    static void xxx(T& x) { }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    X<int&>::xxx(2); // ERROR!
    return 0;
}

错误信息 (GCC)：

错误：没有匹配函数调用‘X::xxx(int)’
注意：候选人是：static void X::xxx(T&) [with T = int&]

那么T& 和T = int& 不等于T&& 并且不是右值引用。但如果不是，为什么第一个例子不起作用？ （这是一个递归问题！）

---

但是指针类型没有出现类似的问题：

#include <iostream>

template<class T> struct X
{
    static void xxx(T* x) { std::cout << **x << std::endl; }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    int x = 10;
    int* xx = &x;
    X<int*>::xxx(&xx); // OK. call X<int*>::xxx(int**)
    return 0;
}

为什么引用在这种行为中有所不同？

Answer 1

C++11 语言标准在 §8.3.2[dcl.ref]/6 中解释了其工作原理（为便于阅读重新格式化）：

如果 typedef、类型 template-parameter 或 decltype-specifier 表示类型 TR 是对类型 T 的引用，

• 尝试创建类型“对 cv TR 的左值引用”会创建类型“对T 的左值引用”
• 尝试创建类型“对 cv TR 的右值引用”会创建类型 TR。

让我们考虑您的示例（我已将您的 T 重命名为 TR，以便与上述语言匹配）：

template<class TR> struct X
{
    static void xxx(TR& x)  { }
    static void xxx(TR&& x) { }
};

如果我们尝试用TR = int& 实例化X（所以，T = int），xxx 的实例化如下：

static void xxx(TR& x)  { }   -->   static void xxx(int& x) { }
static void xxx(TR&& x) { }   -->   static void xxx(int& x) { }

在第一种情况下，我们尝试创建一个“对TR 的左值引用”，它变成一个“对T 的左值引用”。 T是int，所以参数类型变成int&。

在第二种情况下，我们尝试创建一个“对TR 的右值引用”，它变为TR，即int&。

两个重载的参数类型相同，因此出现错误。