c++ - 仅允许从引用到长期值(value)的隐式构造

Question

我已经实现了一个类型删除引用类，它可以从对任何类型的左值引用构造。但是，关于是否允许从 r 值构造，我遇到了一些进退两难的问题。

我遇到过两个用例:

1. 将引用构造为局部变量

   int i = 42;
   Reference ref1 = i;   // This is allowed.
   Reference ref2 = 42;  // This should cause a compile error.
   

2. 将引用构造为函数参数

   void func(Reference ref);
   
   int i = 42;
   func(i);   // This is allowed.
   func(42);  // This should also be allowed.
   

实际上，我想允许从任何生命周期大于引用的东西隐式构造一个 Reference 实例，但不允许从任何生命周期更短的东西中构造。

有什么方法可以做到这一点，即允许 func(42) 但不允许 ref = 42？我可以自由地对 Reference 进行任何必要的更改，但 func 的签名应该保持不变。

Answer 1

一般情况下你想要的是做不到的。

从 T&& 中删除 construct-from 是合理的，但是 T&& 不会转换为 T& 除非 T 是 常量。这不允许函数参数大小写。

您可以为函数参数版本使用与局部变量版本不同的类型。

一个更通用的选择是从一个通用引用构建，如果您的参数是一个右值，则可以选择存储一个拷贝。

template<class T>
struct view_type_t {
  std::optional<T> possible_copy;
  T* ptr;
  view_type_t(T& t):ptr(std::addressof(t)) {}
  view_type_t(T&& t):
    possible_copy(std::forward<T>(t)),
    ptr(std::addressof(*possible_copy))
  {}
  view_type_t() = delete;
  // calls view_type_t&& ctor, possibly elided
  view_type_t(view_type_t const& src):
    view_type_t(
      src.possible_copy?
        view_type_t(T(*src.possible_copy)):
        view_type_t(*src.ptr)
    )
  {}
  // this is a bit tricky.  Forwarding ctors doesn't work here,
  // it MIGHT work in C++17 due to guaranteed elision
  view_type_t(view_type_t&& src) {
    if (src.possible_copy) {
      possible_copy.emplace(std::move(*src.possible_copy));
      ptr = std::addressof(*possible_copy);
    } else {
      ptr = src.ptr;
    }
  }
  view_type_t& operator=(view_type_t const& src); // todo
  view_type_t& operator=(view_type_t&& src); // todo
};

这模拟引用生命周期延长，其中临时生命周期由引用延长。这样的 Reference 的行为类似于 C++ 中的裸右值引用。

现在 Reference ref2 = 42; 起作用了，它现在是 42 的本地拷贝的引用。

我发现在制作其他类型的 View 类型时，这种技术比替代方法更好，例如 backwards_range，如果它是右值则保留其源范围的拷贝，如果它是右值则不保留左值。

这允许:

for( auto&& x : backwards( std::vector<int>{1,2,3} ) )

工作。更一般地说，如果 vector 是作为函数返回的临时创建的，我们可以对其进行反向调用并直接迭代；如果不创建本地拷贝，我们会遇到生命周期问题，因为临时对象的生命周期延长不会改变。

当然，您需要 C++17 之外的 std::optional 替换(例如 boost::optional)才能使上述代码正常工作。