C++模板元编程详细教程（之二）

先序文章请看C++模板元编程详细教程（之一）

模板参数自动推导

在上一章我们讲解了C++模板的基本用法，并且强调了模板并非直接可用的代码，需要经历「实例化」，而实例化的过程其实就是指定参数的过程。

但如果模板只能通过显式指定参数来进行实例化的话，那C++模板的「威力」也就止步于此了，进而也就不会出现复杂的模板元编程体系这样的东西。所以C++模板还有一个非常重要的特性，就是模板参数的自动推导。

模板参数的自动推导主要分为3种：

1. 根据函数参数自动推导（模板函数）
2. 根据构造参数自动推导（模板类）
3. 自定义构造推导（模板类）

需要强调的一点是，自动推导只能推导类型参数，而整数和整数派生参数是没法推导的，只能靠显式传入。

下面就来逐一介绍。

根据函数参数自动推导

本条针对的是模板函数。再次强调，模板参数和函数参数是不同的东西，用于实例化模板的参数是模板参数，用于调用函数的参数是函数参数。直观上来说，尖括号里的是模板参数，圆括号里的是函数参数。

我们先来看一个例子：

template <typename T>
void show(T t) {
   
   
  std::cout << t << std::endl;
}

void Demo() {
   
   
  int a = 5;
  show(a); // [1]
  show(5); // [2]
}

在上述例程中，show是一个模板函数，在下面两处标记的位置我们是直接调用show的，而没有指定模板参数，那么这时，就会触发模板参数的自动推导。

先来看一下[1]位置的调用，由于我们传入了参数a，编译器就会根据a的类型来推导模板参数T。在模板函数show的声明处，参数列表是(T t)，所以T会根据a的类型来推导。那么问题来了，这里到底会推导出int还是int &还是const int还是const int &？

答案也很简单，模板参数的自动推导是完全按照auto的推导原则进行的。（如果读者对这部分还不是很清楚的话可以参考《C++的缺陷和思考（三）》中「auto推导策略」章节的内容。）

也就是说，这里相当于auto t = a;，会推导出int，因此T会推导出int。

同理，针对于[2]位置的调用，我们传入的是一个常量5，照理说int、const int、const int &、int &&、const int &&都可以匹配，但根据auto的推导原则，仅仅保留「最简类型」，所以仍然会推导出int。

那么[1]和[2]的位置其实相当于：

show<int>(a); // [1]
show<int>(5); // [2]

再次强调，推导的原则与auto相同。那么同样地，也就支持和*、&、&&、const的组合，下面给出几个实例：

template <typename T>
void f1(T &t) {
   
   }

template <typename T>
void f2(const T &t) {
   
   }

template <typename T>
void f3(T *p) {
   
   }

void Demo() {
   
   
  f1(5); // 会报错，因为会推导出f1<int>，从而t的类型是int &，不能绑定常量
  int a = 1;
  f1(a); // f1<int>，t的类型是int &
  f2(a); // f2<int>，t的类型是const int &
  f3(a); // 会报错，因为会推导出f3<int>，此时t的类型是int *，int不能隐式转换为int *
  f3(&a); // f3<int>， t的类型是int *
}

这里需要注意的是，T是按照auto法则来推导的，但由于我们加上了修饰符，所以实际的函数参数t的类型是会带上这种描述符的，详情可以看上面例程的注释。

既然模板参数类型推导是按照auto法则，那就不得不提到一个特殊的推导，它就是auto &&。我们知道auto &&会根据绑定对象的左右性来推导出左值引用或是右值引用。（如果读者对这部分不清楚的话，可以参考《C++的缺陷和思考（二）》中「引用折叠」章节的内容。）同理对于用&&修饰的参数，在自动推导时也会拥有这样的特性。

换句话说，T &&也可以绑定可变值，此时会推导出左值引用。请看下面例程：

template <typename T>
void f4(T &&t) {
   
   }

void Demo(