Effective Modern C++

一份宏大的作品，能够带动一个领域的蓬勃发展。C++ 社群在相对沉寂数十年之后迎来新一波浪潮，原因是，作为一门编程工具的最核心，C++ 的语言和标准库都出现巨大的拓展和强化。这一番大变革始自 2011，并分别于 2014、2017 持续进化。业界习惯性地将这些新版本统称为 Modern C++，用以区别“传统” C++。

作为知名书系的最新作品，《Effective Modern C++》的佳质和佳评一如其早期同门作品《Effective C++》和《More Effective C++》。本书延续作者 Scott Meyers 的一贯风格和质量，其最大特质就是，不但告诉我们 How，更用巨大而精良的篇幅告诉我们 Why。作者穷追猛打讲究再三的劲儿，常让我筋疲力尽，痛并快乐地爬行于某个条款之际拍案而叹：“天哪，还有下一页！”

而我，是一个在 C++ 领域已经生活了 25 年的老兵。

是的，我是一个在 C++ 领域已经生活了 25 年的老兵，这意味着我具备相当的 C++ 能力。尽管如此，面对号称全新语言的 Modern C++，我时或也有力不能逮、掩卷长叹的焦躁，特别是面对 Rvalue Reference（右值引用）、Perfect Forwarding（完美转发）、Metaprogramming（元编程）、Type Deduction（类型推导）、Type Traits（型别特征）等艰涩主题的时候。然而正是在特别艰涩的主题上你可以领受本书的巨大价值：如果你想完善根基，本书是你唯一的选择。

———— 侯捷推荐序

第 1 章型别推导

C++98 仅有一套型别推导规则，用于函数模板。C++11 对这套规则进行了一些改动，并且增加了两套规则，一套用于 auto，另一套用于 decltype。后来，C++14 又扩展了能够运用 auto 和 decltype 的语境。型别推导应用范围的不断普及，使得人们不必再去写下那些不言自明或是完全冗余的型别。它还让 C++ 软件获得更高的适应性，因为在源代码的一个地方对一个型别实施的改动，可以自动通过型别推导传播到其他地方。然而，它也有可能导致写出来的代码较难看懂，因为编译器推导出的型别，可能不像我们所认为的那样显而易见。

想要使用现代 C++ 高效编程，就离不开对于型别推导操作的坚实理解。型别推导涉及的语境实在不胜枚举：在函数模板的调用中，在 auto 现身的大多数场景中，在 decltype 表达式中，特别是在 C++14 中那个神秘莫测的 decltype(auto) 结构中。

本章讨论的是每个 C++ 开发工程师都需要了解的有关型别推导的知识。本章解释了模板型别推导如何运作，auto 的型别推导如何构建在此运作规则之上，以及 decltype 独特的型别推导规则。本章还教你如何迫使编译器来展示其型别推导的结果，从而让你确信该结果如你所愿。

条款 1 理解模板型别推导

template <typename T>
void f(ParamType param);

f(expr);  // 从 expr 来推导 T 和 ParamType 的型别

在编译期，编译器会通过 expr 推导两个型别：一个是 T 的型别，另一个是 ParamType 的型别，这两个型别往往不一样。因为，ParamType 常会包含了一些饰词，如 const 或引用符号等限定词。

我们很自然地会认为，T 的型别推导结果和传递给函数的实参型别是同一的。但是，这一点并不总是成立。T 的型别推导结果，不仅仅依赖 expr 的型别，还依赖 ParamType 的形式。具体要分三种情况讨论：

情况 1：ParamType 是个指针或引用，但不是个万能指针

template <typename T>
void f(T& param);  // param 是个引用

      int   x = 27;
const int  cx = x;
const int& rx = x;

f(x);   // T 的型别是       int，param 的型别是       int&
f(cx);  // T 的型别是 const int，param 的型别是 const int&
f(rx);  // T 的型别是 const int，param 的型别是 const int&

cx 和 rx 的示例中，T 被推导为 const int，说明对象的常量性会成为 T 的型别推导结果的组成部分。

rx 具有引用型别，但 T 并未被推导成一个引用。原因在于，rx 的引用性会在型别推导过程中被忽略。

对于 param 型别改成 const T&，由千我们现在会假定 param 具有 const 引用型别，T 的型别推导结果中包含 const 也就没有必要了。

如果 param 是个指针（或指涉到 const 对象的指针）而非引用，运作方式本质上并无不同。

情况 2：ParamType 是个万能引用

template <typename T>
void f(T&& param);  // param 现在是个万能引用

      int   x = 27;
const int  cx = x;
const int& rx = x;

f(x);   //  x 是个左值，T 的型别是       int&，param 的型别是       int&
f(cx);  // cx 是个左值，T 的型别是 const int&，param 的型别是 const int&
f(rx);  // rx 是个左值，T 的型别是 const int&，param 的型别是 const int&
f(27);  // 27 是个右值，T 的型别是       int ，param 的型别是       int&&

如果 expr 是个左值，T 和 ParamType 都会被推到为左值引用。这个结果具有双重的奇特之处：首先，这是在模板型别推导中，T 被推导为引用型别的唯一情形。其次，尽管在声明时使用的是右值引用语法，它的型别推导结果却是左值引用。
如果 expr 是个右值，则应用“常规”（即情况 1 中的）规则。

条款 24 详尽解释了为何上述例子会产生这样的结果。关键之处在于，万能引用形参的型别推导规则不同于左值引用和右值引用形参。具体地，当遇到万能引用时，型别推导规则会区分实参是左值还是右值。而非万能引用是从来不会作这样的区分的。

情况 3：ParamType 既非指针也非引用

数组实参

函数实参

要点速记

在模板型别推导过程中，具有引用型别的实参会被当成非引用型别来处理。换言之，其引用性会被忽略。
对万能引用形参进行推导时，左值实参会进行特殊处理。
对按值传递的形参进行推导时，若实参型别中带有 const 或 volatile 饰词，则它们还是会被当作不带 const 或 volatile 饰词的型别来处理。
在模板型别推导过程中，数组或函数型别的实参会退化成对应的指针，除非它们被用来初始化引用。