如何在模板中返回正确类型的数据？答案

【问题标题】：How to return correct type of data in templates?如何在模板中返回正确类型的数据？
【发布时间】：2020-05-02 12:34:34
【问题描述】：

#include <iostream>
using namespace std;

template <class X, class Y>
Y big(X a, Y b)
{
   if (a > b)
      return (a);
   else return (b);
}

int main()
{
   cout << big(32.8, 9);
}

这里我在 CPP 中使用模板，所以当我绕过 double 和 int 类型的参数调用函数 big 时，我想要返回答案是 double。这里的类型，它返回32而不是32.8。

如何获得我想要的输出？如何编写正确的big函数返回类型？

【问题讨论】：

一个函数只能返回一个固定类型。您不能在运行时选择要返回的类型。
您可能想看看std::max 是如何实现的。函数的返回类型必须在 C++ 的编译时知道。所以你不能让这个返回类型依赖于参数的运行时值。这就是为什么对于这样的函数，您需要两个参数具有相同的类型（即具有类型 X，但不是 Y）。

标签： c++ function templates return-type function-templates

【解决方案1】：

在将返回类型标记为Y 并将int 作为第二个参数传递时，您已经清楚地表明Y 是int。这里没有什么意外。

#include <iostream>

template <typename X, typename Y>
decltype(auto) big(const X& a, const Y& b)  // return type can just be auto as well 
{
    return a > b ? a : b;
}

int main()
{
    std::cout << big(32.8, 9) << '\n';
    std::cout << big(9, 32.8) << '\n';
    std::cout << big(32.8, 90) << '\n';
    std::cout << big(90, 32.8) << '\n';
}

这会将所有四个正确的值打印到屏幕上。

https://godbolt.org/z/fyGsmo

需要注意的重要一点是，这仅适用于可以相互比较的类型，即编译器会将一种类型隐式转换为另一种类型以进行比较。

重要提示：参数需要通过引用来避免未定义的行为。这与我一直坚持的返回类型有关。 decltype(auto) 可以返回对类型的引用。如果你返回函数的局部值（参数计数），你会得到未定义的行为。

【讨论】：

@walnut 不小心返回一个参考比这个网站说的要困难得多。但是很高兴了解未定义的行为。无论如何，这不是我要编写的代码；这是一个问题的答案。
啊。我将您之前的评论视为两个不同的观点，而不是结果和原因。我可以进行适当的编辑。
我添加了额外的免责声明。

【解决方案2】：

返回类型必须在编译时确定。如果您仅限于 c++11，则可以将 trailing return 与 conditional operator 一起使用。

template <typename X, typename Y>
auto big(X&& a, Y&& b) -> decltype(a > b ? a : b) // ---> like this
{
   return  a > b ? a : b;
}

See live

但是，如果您有权访问c++14 或更高级别的auto，则返回就足够了，因为如果您将其与条件运算符一起使用，编译器将推断出正确的类型，如下所示：

template <typename X, typename Y>
auto big(X a, Y b)
{
   return  a > b ? a : b;
}

See live

【讨论】：

不需要尾随返回类型，至少从 C++14 开始。
@JeJo 是的，我想这也很好，但可能毫无意义，因为您没有修改任何一个参数，并且在任何一种情况下返回类型仍然是左值引用（尽管可能不是@ 987654330@).
我删除了我的 cmets，因为它们不再适用，但我建议在答案中添加一个警告，即您不能按值获取参数。
如果有人查看您的代码，似乎传递的参数将决定某人将获得哪种返回类型，而不是的情况！即使 a 比 b 大，你总是会得到双倍的。

【解决方案3】：

这很可能不是针对您的确切情况的正确解决方案 - 其他答案可能更接近您想要的。

但是，如果您真的出于某种原因需要在运行时返回完全不同的类型，正确的解决方案（因为c++17）是使用std::variant，这是一种类型-安全联合。

#include <variant>

template <typename X, typename Y>
std::variant<X, Y> max(X a, Y b) {
  if (a > b)
    return std::variant<X, Y>(std::in_place_index_t<0>, a);
  else
    return std::variant<X, Y>(std::in_place_index_t<1>, b);
}

请注意，调用者有责任处理返回的值，最有可能使用std::visit 等。

【讨论】：

【解决方案4】：

它返回 int 因为 Y 是一个 int 并且它将 32.8 转换为它。当你叫大 32,82是float，但8是int，函数返回类型是Y，也是int。

你不能真正解决这个问题，因为你需要在运行时知道哪个类型大返回，所以像这样使 a 和 b 成为相同的类型：

    #include <iostream>
    using namespace std;

    template <typename X>

    X big (X a, X b)
    {
    if (a>b)
    return a;

    else return b;
    }

    int main()
    {
    cout<< big (32.8, 9.0);
    }

【讨论】：

【解决方案5】：

一个函数只能有一个在编译时必须知道的返回类型。但是，您可以使用std::common_type 来返回两个参数都可以隐式转换为的类型。

那就是

#include <type_traits>
template <class X, class Y>
typename std::common_type<X,Y>::type big(X a, Y b)
{
   if (a > b)
      return a;
   else return b;
}

要检查它在传递int 和double 时是否真的返回double，我们可以这样做：

int main() {
    auto x = big(4.2,42);
    std::cout << std::is_same<decltype(x),double>::value;
}

打印出来的

PS：std::common_type 可以在幕后使用三元运算符，因此该解决方案与其他答案（auto + 三元）没有太大区别。 std::common_type 的真正强大之处在于它可以接受任意数量的参数。

【讨论】：