C++ std::remove_reference

引言

C++ 中的模板和泛型为我们编写灵活可重用的代码提供了强大的能力。然而，在处理类型时，这些技术可能会变得相当复杂。最常见的问题之一与变量的引用有关。面对这种情况，C++ 有类型特性（如 std::remove_reference）来处理。

问题陈述

在 C++ 中，当我们编写泛型函数或类时，有时需要处理类型，而无需关心它们是否是引用。一个例子是当您需要一个始终被视为基本类型（无论它是作为引用类型（左值引用 T& 或右值引用 T&&）传递）的类型时。这就是 std::remove_reference 派上用场的地方。

解决方案：std::remove_reference

C++ 包含 std::remove_reference 类型特性，它旨在从类型中去除引用限定符，揭示其底层类型。

其定义如下：

简单来说

• 对于非引用类型 T，std::remove_reference<T>::type 得到 T。
• 对于左值引用类型 T&，std::remove_reference<T&>::type 得到 T。
• 对于右值引用类型 T&&，std::remove_reference<T&&>::type 得到 T。

实际用法

程序 1

要使用 std::remove_reference，请包含 <type_traits> 头文件

输出

 
Base type: i
Base type: i
Base type: i   

说明

1. 头文件包含
   
   • 此代码首先包含必要的头文件
   • Type Traits 是一个库，它包含用于操作和查询类型的方法，其中包括 std::remove_reference。
   • I/O 流库允许将输出打印到控制台。
   • Type Info 用于通过获取类型信息在运行时打印类型名称。
2. 模板函数
   
   • 定义模板函数是为了以泛型方式处理不同类型。模板函数执行以下操作：
     
     • 使用 std::remove_reference 从类型参数中移除任何引用限定符（左值引用和右值引用）。
     • 仅将基本类型（不带任何引用限定符的底层类型）打印到控制台。
3. 主函数
   
   在 main 函数中，声明了不同的变量，其中包括：
   
   • 一个普通的整数变量，通常称为 plain。
   • 一个整数左值引用。
   • 一个整数右值引用。
   • 对于这些变量中的每一个，我们都调用模板函数。
4. 输出
   
   • 对于每个变量；
   • 它使用 std::remove_reference 计算基本类型，
   • 然后输出此基本类型的名称。

程序 2

输出

 
copy1: 42
copy2: 42
copy3: 42
copy4: 84   

说明

• 函数模板 makeCopy 提供了一个通用引用 (T&& arg)，它接受任何输入，无论是左值引用还是右值引用。
• 在此函数的主体中，std::remove_reference::type 用于定义 BaseType，以便后者不带任何引用限定符，并且始终指代不带引用的 T 本身。
• arg 转换为 BaseType 的值将作为副本返回。这样，我们确保返回类型始终是非引用类型。

主函数

各种类型的参数被传递给 makeCopy

• 一个普通整数。
• 一个整数的左值引用。
• 一个整数的右值引用。
• 一个临时整数值（右值）。
• 函数 makeCopy 接受这些参数并将结果分配给新变量（copy1、copy2、copy3 和 copy4）
• 打印复制的值以验证函数的工作情况。

程序 3

输出

 
10 10 20 30 
hello hello world !   

说明

1. 模板类 Collection
   
   • 这个模板类 Collection 旨在存储 T 类型的项目集合。
   • items 成员是一个 std::vector，它存储不带任何引用限定符的 T 的底层类型。这是通过使用 std::remove_reference<T>::type 实现的。
2. 成员函数 addItem
   
   • addItem 函数接受一个通用引用 (T&& item)，允许它接受任何类型的参数，包括左值引用和右值引用。
   • 在 addItem 内部，std::remove_reference<T>::type 用于定义 BaseType，它从 T 中去除任何引用限定符。
   • 然后，该函数将项目添加到 items 向量中，通过将 item 转换为 BaseType 来确保它始终存储基本类型。
3. 成员函数 printItems
   
   • 此函数遍历 items 向量并将每个项目打印到控制台。
4. 主函数
   
   • 创建了 Collection 的两个实例：一个用于 int，一个用于 std::string。
   • 使用 addItem 函数将各种类型的参数（普通值、左值引用和右值引用）添加到每个集合中。
   • 调用 printItems 函数以打印每个集合中的所有项目。

用途

1. 简化模板元编程

在编写模板元程序时，通常需要操纵不带引用限定符的类型。std::remove_reference 函数有助于确保我们始终处理基本类型，从而简化代码。

2. 实现完美转发

完美转发是模板编程中用于将参数转发到另一个函数同时保留其值类别（左值或右值）的技术。std::remove_reference 函数用于获取完美转发的基本类型。

3. 创建类型安全容器

在设计类型安全容器时，我们可能希望确保容器始终存储基本类型，无论它是如何传递的（左值引用或右值引用）。

4. 确保泛型算法中正确的类型推导

在编写泛型算法时，std::remove_reference 确保推导的类型不是引用，这可以防止意外行为。

5. 编写类型特性

std::remove_reference 经常用于编写需要对基本类型进行操作的自定义类型特性。

结论

总而言之，std::remove_reference 是 C++ 类型处理工具箱中的一个重要武器；它允许程序员顺利地处理任何限定类型。它有助于简化泛型编程如何处理类型，使代码更加健壮和可维护。在 C++ 中，当我们编写泛型函数或类时，有时需要处理类型，而无需关心它们是否是引用。一个例子是当您需要一个始终被视为基本类型（无论它是作为引用类型（左值引用 T& 或右值引用 T&&）传递）的类型时。这就是 std::remove_reference 派上用场的地方。