模板是C++的重要特性枚抵，是C++標準模板庫的基礎。模板可以根據(jù)數(shù)據(jù)類型自動生成代碼，大大減少重復代碼退盯。模板實例化的時候編譯器需要根據(jù)具體變量推導數(shù)據(jù)類型，模板推導出的類型很多時候是顯而易見的泻肯，有些時候卻不太明顯渊迁，本文詳細闡述一下C++模板的類型推導機制。
在C++中聲明一個模板函數(shù)的偽代碼如下：
template<typename T>
void f(ParamType param);
上面的ParamType與T不一定相同灶挟，比如：
template<typename T>
void f(const T& param);
此時ParamType的類型是const T&琉朽。
調(diào)用模板函數(shù)方式如下：
f(expr);
編譯的時候，編譯器通過表達式expr推導出兩個類型ParamType與T稚铣。
模板的類型推導與ParamType密切相關(guān)箱叁，根據(jù)ParamType的類型可以分為三種情形：
- ParamType 既不是指針也不是引用。
- ParamType 是指針或引用惕医，不是通用引用耕漱。
- ParamType 是通用引用。
下面分別討論一下三種情形：
ParamType 既不是指針也不是引用
即ParamType與T相同抬伺，此時模板如下：
template<typename T>
void f(T param);
這種情況下參數(shù)param的類型T可以理解為值傳遞（param會復制一份expr）時的類型螟够。這意味著：
- 如果
expr是一個引用，忽略引用部分峡钓。 - 如果
expr帶有const或volatile妓笙，忽略const、volatile能岩。
舉個例子：
int x = 27;
const int cx = x;
const int& rx = x;
f(x);
f(cx);
f(rx);
上面的三種調(diào)用方式寞宫，T的類型都是int。
需要注意下面一種情況：
const char* const ptr = "Fun with pointers";
f(ptr);
ptr是指向字符串常量的常量指針拉鹃，此時進行值傳遞T的類型應為const char*辈赋。因為：
- 開頭的
const修飾的是指向的對象鲫忍，表示指向的字符串不可變，不可忽略钥屈，否則指向的類型就不對了饲窿。 -
*右邊的const修飾的是指針，表示指針本身不可變焕蹄，在值傳遞的情況下指針是被復制一份，該const沒有意義阀溶。
ParamType 是指針或引用腻脏，不是通用引用
這種情況下，推導步驟如下：
- 如果
expr是一個引用银锻，忽略引用部分永品。 - 將
expr類型與ParamType進行模式匹配，先確定ParamType击纬，再根據(jù)ParamType推導T鼎姐。
舉個例子：
template<typename T>
void f(T& param); // 參數(shù)是引用類型
int x = 27;
const int cx = x;
const int& rx = x;
f(x); // x是int類型，ParamType類型是int&更振，所以T是int類型
f(cx); // cx是const int類型炕桨，ParamType類型是const int&，所以T是const int類型
f(rx); // rx是const int&類型肯腕，忽略引用部分献宫，同cx，ParamType類型是const int&实撒，所以T是const int類型
如果把參數(shù)類型改為const T&姊途，相應的T的類型也會有一點變化：
template<typename T>
void f(const T& param);
int x = 27;
const int cx = x;
const int& rx = x;
f(x); // x是int類型，ParamType類型是const int&知态，所以T是int類型
f(cx); // cx是const int類型捷兰，ParamType類型是const int&，所以T是int類型
f(rx); // rx是const int&類型负敏，忽略引用部分贡茅，同cx，ParamType類型是const int&其做，所以T是int類型
如果參數(shù)是指針類型友扰，也類似：
template<typename T>
void f(T* param); // 參數(shù)是指針類型
int x = 27;
const int *px = &x;
f(&x); // &x是int*類型，ParamType類型是int*庶柿，所以T是int類型
f(px); // px是const int*類型村怪，ParamType類型是const int*，所以T是const int類型
ParamType 是通用引用
這種情況下浮庐，推導規(guī)則如下：
- 如果
expr是左值甚负，那么T和ParamType都是左值引用柬焕。這條規(guī)則很特殊：首先，這是唯一一種T被推導為引用類型的情形梭域；其次斑举，ParamType的聲明形式是右值引用的語法，但是實際類型為左值引用病涨。 - 如果
expr是右值富玷，推導規(guī)則與普通引用一致。
舉例：
template<typename T>
void f(T&& param); // 參數(shù)是通用引用
int x = 27;
const int cx = x;
const int& rx = x;
f(x); // x 是左值既穆，所以T和ParamType都是int&類型
f(cx); // cx 是左值赎懦，所以T和ParamType都是const int&類型
f(rx); // rx 是左值，所以T和ParamType都是const int&類型
f(27); // 27 是右值幻工，ParamType是int&&類型励两，所以T是int類型
以上三種情形就是C++模板類型推導的全部規(guī)則了。下面簡單補充說明一下C++里兩種特殊的參數(shù)類型：數(shù)組參數(shù)和函數(shù)參數(shù)囊颅。
數(shù)組參數(shù)
在C語言和C++里当悔，如下的兩個函數(shù)聲明是完全等價的：
void myFunc(int param[]);
void myFunc(int* param);
即函數(shù)的數(shù)組參數(shù)會被當成指針參數(shù)。
如果要使用真正的數(shù)組參數(shù)踢代，在C++中可以使用數(shù)組引用類型：
void myFunc(int (¶m)[5]); // 使用數(shù)組引用時必須指定數(shù)組大小盲憎，同定義數(shù)組一樣
int (¶m)[5]表示一個大小為5的整數(shù)數(shù)組引用類型。
了解數(shù)組參數(shù)的以上特點后胳挎，可以很容易的理解模板如何推導數(shù)組類型的參數(shù)焙畔。舉兩個例子：
template<typename T>
void f(T param);
const char name[] = "J. P. Briggs";
f(name); // name是數(shù)組，param是值傳遞, 數(shù)組參數(shù)當成指針參數(shù)串远，因此param的類型是const char*
template<typename T>
void f(T& param);
const char name[] = "J. P. Briggs";
f(name); // name是數(shù)組宏多，param是引用類型，因此param的類型是const char(&)[13]
函數(shù)參數(shù)
除了數(shù)組參數(shù)澡罚，函數(shù)參數(shù)也會被當成函數(shù)指針伸但。函數(shù)參數(shù)的類型推導規(guī)則跟數(shù)組參數(shù)完全一樣。
void someFunc(int, double);
template<typename T>
void f1(T param);
template<typename T>
void f2(T& param);
f1(someFunc); // param是值傳遞, 函數(shù)參數(shù)當成函數(shù)指針留搔，因此param的類型是void (*)(int, double)
f2(someFunc); // param是引用類型更胖，因此param的類型是void (&)(int, double)
實際使用中函數(shù)指針和函數(shù)引用基本沒有區(qū)別。兩者調(diào)用時都可以解引用或直接調(diào)用隔显，唯一的區(qū)別是引用初始化時只能用函數(shù)名稱却妨，不能在前面加&。
void (*pf)(int) = someFunc; // 也可以寫成 void (*pf)(int) = &someFunc;
void (&rf)(int) = someFunc;
pf(8, 1.2); // 也可以寫成 (*pf)(8, 1.2);
rf(8, 1.2); // 也可以寫成 (*rf)(8, 1.2);
總結(jié)：
- ParamType 既不是指針也不是引用時括眠，采用值傳遞模式彪标，忽略表達式的引用部分、const掷豺、volatile捞烟。
- ParamType 是指針或引用薄声，不是通用引用時，忽略引用部分题画，進行模式匹配默辨，先確定ParamType，再推導T苍息。
- ParamType 是通用引用時缩幸，左值特殊對待（T和ParamType都是左值引用）。
- 數(shù)組參數(shù)竞思、函數(shù)參數(shù)非引用傳遞時當作指針表谊，引用類型不會。
