为什么在推导类型时模板参数的限定符会被去除？

Question

在使用Microsoft VisualStudio 2008构建一个小的示例程序时，我注意到有关传递给模板的类型推断的奇怪事情。考虑以下示例：

template<class T>
void f( T v ) {
    x; // trigger a compile error
    (void)v;
}

template<class T>
void g( T v ) {
    f( v );
}

void h() {
  int i;
  g<const int &>( i );
}

使用cl /c foo.cpp编译此示例会导致编译错误（这是预期的）。有趣的是'T'模板参数的值。以下是VisualStudio 2008打印的内容：

mini.cpp(3) : error C2065: 'x' : undeclared identifier
        mini.cpp(9) : see reference to function template instantiation 'void f<int>(T)' being compiled
        with
        [
            T=int
        ]
        mini.cpp(14) : see reference to function template instantiation 'void g<const int&>(T)' being compiled
        with
        [
            T=const int &
        ]

请注意，在函数 g 中，参数的类型是 const int &，但在函数 f 中，它只是一个普通的 int 类型。显然，在推断实例化 f 模板时使用的类型时，对于引用到常量的部分进行了剥离。当调整示例以使 f 被调用时，请注意这一点。

f<T>( v );

f和g中的类型都是const int &。为什么会这样？这是指定的行为吗？我曾经暗自依赖于传递给f的v函数参数的类型，但显然不是。

- Frerich Raabe

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C++模板 + MSVC++ = 不良组合。 - Prasoon Saurav

@Prasoon：GCC 推断出相同的类型。当然，在 GCC 中，提问者的代码会在 f 模板中触发编译错误，因为 GCC 正确地进行了两阶段编译。x 不依赖于模板参数，所以应该在第一阶段被拒绝（如 GCC 中），而不是在第二阶段（如 MSVC 中）。但是将 x 更改为 v = 1;，很容易看出，除非你在 g 中显式指定 f<T>(v)，否则 GCC 不会使用 const int& 实例化 f。 - Steve Jessop

Answer 1

答案是，尽管变量 v 的类型为 const int &，但 表达式 v 是一个带有类型 const int 的左值表达式。 litb 提供的文本（5/6）：如果一个表达式最初具有类型“引用 T”（8.3.2、8.5.3），则在进一步分析之前将类型调整为“T”，该表达式指定由引用所表示的对象或函数，并且该表达式是左值。

“参数”是“函数调用表达式中由括号限定的逗号分隔列表中的表达式”（1.3.1）。因此，在14.8.2.1中：

• “调用的对应参数类型（称其为 A）”为 const int。
• “如果 A 是 cv 限定类型，则忽略 A 类型的顶层 cv 限定符以进行类型推断”（因此，int）。
• “推断过程尝试找到模板参数值，使得推导出的 A 与 A 相同”（因此 T 为 int）

- Steve Jessop

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你可能是对的。A和P的标准术语让我完全困惑了 =| - icecrime

@icecrime：我也是，这不是我非常熟悉的标准的一部分。我认为对“P”的调整意味着如果f被声明为template<typename T> void f(const T v)或者template<typename T> void f(T &v)，那么T将用于类型推导。但我不确定我是否正确理解了它。 - Steve Jessop

即使这不是100%正确的，它也足够接近了。如果我们看表达式v+v，显然每个人都会期望它的行为像整数加法一样。在这种情况下，将int&与int区别对待是没有意义的。 - MSalters

@GMan的第一粉丝（曾用名Johannes，曾用名litb）：不错，谢谢。 - Steve Jessop

Answer 2

http://accu.org/index.php/journals/409 是一篇相当详细的文章，但它解释了这个过程。从模板参数中，推导出一个参数类型P，并将其匹配到参数类型A。相关部分是描述如何从函数参数派生出目标类型A：对于非数组类型，引用被简单地去掉。因此，如果参数的类型是int&，那么目标类型A就是int。

这是一个简单的原因：因为标准告诉我们如此。这个理由是什么？正好，这篇文章还有一个脚注也指出了这一点。在你的例子中，typeid(v)==typeid(const int)。在非左值上下文中使用时，引用类型的行为类似于非引用类型。

- MSalters