4.了解如何查看类型推衍结果

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前言

 
一般来说有三个阶段可以进行类型推衍结果查看：撰写期、编译期、运行期。

IDE

 
IDE通常可以在完成解析的前提下帮你判断当前类型推衍所得到的结果，但对于较为复杂的类型可能会失效。

编译期诊断

 
最有效的让编译器显示其推衍结果的方法是故意错用这些类型，编译器所给出的错误信息将清楚地告诉你哪里发生了错误。

问题实例

 
现有需要作类型推衍的变量x、y:

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const int theAnswer = 42;
auto x = theAnswer;
auto y = &theAnswer;

首先我们需要定义一个类以展示类型：
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template<typename T>
class TD;//Type Displayer

任何试图实例化该类的操作都将引发错误，因为TD并没有定义。如果需要查看x、y的推衍结果，我们只需要用其类型去实例化TD：
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TD<decltype(x)> xType;
TD<decltype(x)> yType;

以上操作会产生报错信息如下所示：
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error: aggregate 'TD<int> xType' has incomplete type and cannot be defined
error: aggregate 'TD<const int *> yType' has incomplete type and cannot be defined

至此完成了编译期类型判别。

运行期输出

 
有人会想到使用typeid与std::type_info::name来输出对象格式：

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std::cout << typeid(x).name() << '\n';
std::cout << typeid(y).name() << '\n';

但这种方法有一个缺陷，因为typeid必须作用于一个可以生成std::type_info对象的对象x或y，且type_info对象必须要有一个返回const char*的name成员函数。

对std::type_info::name的调用并不保证返回能够令你读懂的消息，据本书作者所言，微软公司提供的反馈较为直白。

即使已经得到了正确的类型，也可能会有一些其他问题存在。举例而言：

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template<typename T>
void f(const T& param);

std::vector<Widget> createVec();

const auto vw = createVec();

if(!vw.empty()){
    f(&vw[0]);
}

为了在运行期明确T与param的类型，我们可以定义f如下所示：

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template<typename T>
void f(const T& param){
    using std::cout;
    cout << "T = " << typeid(T).name() << std::endl;
    cout << "param = " << typeid(param).name() << std::endl;
}

微软编译器将给出结果如下：
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T = class Widget const *
param = class Widget const *

显然，这并非正确的结果，假若T为int型，那么param必然为const int&才对。发生这样错误的原因在于std::type_info::name规格认为模板参数以值传递的方式传递给模板函数，这导致了referenceness与constness、volatileness被丢失。

此外，IDE所推衍得到的类型也未必可靠，至少有时候帮助不大，例如以下这个类型T：

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const std::_Simple_types<std::_Wrap_alloc<std::_Vec_base_types<Widget,
std::allocator<Widget> >::_Alloc>::value_type>::value_type *

但IDE却推断param的类型是：
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const std::_Simple_types<...>::value_type *const &

中间的…省略号省略了所有关于T类型。

Boost

 
IDE与type_info::name可能会出错，但Boost不会出错，并且Boost库支持跨平台运行，使用它和使用标准库一样方便，以下将给出使用Boost完成类型推衍的过程：

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#include <boost/type_index.hpp>

template<typename T>
void f(const T& param){
    using std::cout;
    using boost::typeindex::type_id_with_cvr;
    
    cout << "T= " << type_id_with_cvr<T>().pretty_name() << endl;
    cout << "param = "<< type_id_with_cvr<decltype(param)>().pretty_name() << '\n';
}

它的工作方式是函数模板boost::typeindex::type_id_with_cvr接受一个类型参数并且在推衍结果中不移除const，volatile或reference（with_cvr）。

总结

  1. 你可以使用IDE、错误信息、Boost库来查看类型推衍。
  2. 上述工具可能会产生错误，因此熟练Item1-3所描述的法则才是最重要的。