模板参数自动推导

    上次，我们看了什么是模板函数，今天，我们就从这个模板函数入手，继而引出一个新的知识点-模板参数自动推导。为了介绍清楚什么是模板参数自动推导，我们先定义几个术语，通过这些术语来描述比较方便，这些术语是：模板形参，模板实参，模板函数形参，模板函数实参。

    为了表达明确，我们先来看一下图1，图1中指出了什么是模板参数，模板实参，模板函数形参，模板函数实参。

图1 术语

    就像图1所示，template<>中的参数为模板形参，get_max_type()中的参数为模板函数形参。当我们调用这个模板函数的时候，char,int为模板实参，'a',10为模板函数实参。

    从图1的代码中，我们可以看到模板的形参和模板函数的形参在位置上，具有一定的对应关系，因此，当我们调用模板函数的时候，C++编译器会自动根据模板函数的实参来推测模板的实参，我们将这种机制成为模板参数自动推导。

    根据模板参数自动推导的规则，图1中的代码可以改写为例1，如下：

例1：根据模板参数自动推导，省略模板实参

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T1, typename T2>
int get_max_type(T1 a, T2 b)
{
	int nMax = 0;
	if (sizeof(T1) >= sizeof(T2))
	{
		nMax = sizeof(T1);
	}
	else
	{
		nMax = sizeof(T2);
	}

	return nMax;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
	int nMax = get_max_type('a', 10);
	cout<<"max:"<<nMax<<endl;
	return 0;
}

    在例1中，因为模板形参T1和T2，在位置上，与模板函数形参a和b，具有一一对应的关系，因此，当我们调用模板函数get_max_type的时候，就可以省略模板实参char和int的输入，使调用模板函数和调用普通函数一样方便。

    虽然模板参数自动推导非常方便，但并不是所有的情况都可以使用模板参数自动推导。使用模板参数自动推导需要满足3个条件：

    1、模板的形参必须与模板函数的形参在位置上存在一一对应的关系

    2、与模板函数返回值相关的模板参数无法进行自动推导

    3、需要推导的模板参数必须是连续位于模板参数列表的尾部，中间不能有不可推导的模板参数。

    下面，我们通过几个例子来一一说明这3个条件的重要性。

例2：模板的形参与模板函数的形参位置上不存在对应关系

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T1, typename T2>
int get_max_type(char a, int b)
{
	int nMax = 0;
	if (sizeof(T1) >= sizeof(T2))
	{
		nMax = sizeof(T1);
	}
	else
	{
		nMax = sizeof(T2);
	}

	return nMax;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
	int nMax = get_max_type('a', 10);
	cout<<"max:"<<nMax<<endl;
	return 0;
}

    在例2中，函数模板的形参T1和T2与函数模板的函数形参char和int之间，在位置上，没有任何对应关系，因此在调用这个函数模板的时候，不能进行模板参数自动推导。否则，会出现编译错误，如图2：

图2 vc2013中的编译错误

例3 与函数模板返回值相关的模板参数不能进行自动推导

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T1, typename T2>
T1 get_max_type(char a, T2 b)
{
	int nMax = 0;
	if (sizeof(T1) >= sizeof(T2))
	{
		nMax = sizeof(T1);
	}
	else
	{
		nMax = sizeof(T2);
	}

	return nMax;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
	int nMax = get_max_type('a', 10);
	cout<<"max:"<<nMax<<endl;
	return 0;
}

    例3中，函数模板形参T2在位置上与函数模板的函数形参b具有一一对应的关系，并且位于模板参数列表的尾部，因此，可以进行自动推导；但是，模板形参T1在位置上与模板的函数形参没有任何对应关系，因此，不能进行自动推导；虽然模板形参T1和模板的函数返回值在位置上具有一一对应关系，但是，仍然不可以。具体编译效果如图3：

图3 vc2013中的编译错误

例4 欲推导的模板参数没有连续位于模板参数列表的尾部，导致中间出现了间隔，所以不能推导。

#include<iostream>
using namespace std;
template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4>
int func(T1 v1, T3 v3, T4 v4)
{
	return 0;
}

void main()
{
	int nTemp = 0;
	nTemp = func<, int, int, int>(1, 2, 3);
}

    在例4中，模板参数T1虽然与模板的函数参数v1的类型存在位置上的对应关系，但是由于T2的出现，导致T1不能和T3、T4连续位于模板参数列表的尾部，所以当我们使用这个函数模板的时候，在模板参数的实参-<,int,int,int>中，T2必须填写，这样，如果省略T1，就只剩下了一个‘，’，这样就会导致编译错误；如果连‘，’也不写，即func<int,int,int>，那么，自动推导的参数就是T4，而不是T1了。

    今天，我们主要讲解了什么是模板参数自动推导以及自动推导的充要条件，希望大家能够多多实践例子中的代码，加深对模板参数自动推导的理解。