为不同的引用限定符重载的运算符结果的类型特征

Question

所以基本上我正在编写一个模板来确定表达式的类型（在本例中为取消引用运算符）：

template<class T>
struct Asgard {

  template <class T>
  static auto check(T) -> decltype(*std::declval<T>()); // <-- the important line

  static utils::tt::SubstFailure check(...);

  using Dereference = decltype(check(std::declval<T>()));

};

但是在网上看到一个稍微不同的例子后（here）：

template<class X>
static auto check(const X& x) -> decltype(x == x); // other operator, but not important.

这让我开始思考如果运算符针对对象的不同限定符而重载怎么办，所以我创建了一个测试类：

struct ThorsChariot {
  std::integral_constant<int, 1> operator*() const &{
    return std::integral_constant<int, 1>();
  }
  std::integral_constant<int, 2> operator*() & {
    return std::integral_constant<int, 2>();
  }
  std::integral_constant<int, 3> operator*() const &&{
    return std::integral_constant<int, 3>();
  }
  std::integral_constant<int, 4> operator*() && {
    return std::integral_constant<int, 4>();
  }  
};

我使用的以下符号基本上是指：

1 — the return type of a call on — const &
2                                  &
3                                  const &&
4                                  &&

这是我测试的：

Asgard<const ThorsChariot>::Dereference
Asgard<ThorsChariot>::Dereference

Asgard<const ThorsChariot &>::Dereference
Asgard<ThorsChariot &>::Dereference

Asgard<const ThorsChariot &&>::Dereference
Asgard<ThorsChariot &&>::Dereference

我认为这些类型应该是（按顺序）（我使用n 作为integral_constant<int, n> 的快捷方式（参见上面关于符号的注释））：

1 2  1 2  3 4

以下是不同尝试的结果：

(A)
static auto check(T) -> decltype(*std::declval<T>()); 
4 4  4 4  4 4

(B)
static auto check(T t) -> decltype(*t);
2 2  2 2  2 2

(C)
static auto check(const T &t) -> decltype(*t);
1 1  1 1  1 1

(D)
static auto check(T &&t) -> decltype(*t);
1 2  1 2  1 2

(E)
static auto check(T &&t) -> decltype(*std::forward<T>(t));
static auto check(T &&) -> decltype(*std::declval<T>());
3 4 1 2 3 4

(C) 和 (D) 我明白了。 (A) 和 (B) 给我带来了奇怪的结果。
我得到的最接近的是使用完美转发（E）。它们适用于左值和右值类型，但是对于非引用类型，它会返回对右值的调用。这是为什么呢？
有没有办法获得我想要的结果？我想要的正确吗？

我知道一个运算符为不同的限定符返回不同的类型不仅极其罕见，而且可能是一种不好的做法，但这并不意味着我不必了解我观察到的行为。 em>

Answer 1

你需要的是

(E)
static auto check(T &&t) -> decltype(*std::forward<T>(t));

和放弃

Asgard<const ThorsChariot>::Dereference
Asgard<ThorsChariot>::Dereference

来自您的测试，因为它们没有意义（意思是，它们等同于相应的右值引用）。这给你留下了1 2 3 4，这正是剩下四个测试的结果。

请记住，std::declval<T>() 总是将&& 引用添加到T，所以你得到的是一个右值引用，除非T 是一个左值引用，在这种情况下你也会得到一个左值引用。 std::forward<T>() 也会发生同样的事情：

template< class T >
typename std::add_rvalue_reference<T>::type declval();

template< class T >
T&& forward( typename std::remove_reference<T>::type& t );

template< class T >
T&& forward( typename std::remove_reference<T>::type&& t );

顺便说一句，您的测试比必要的要复杂一些。您可以将T 作为模板参数从Dereference 传递给check，然后直接使用std::declval<T>()，因此您不需要std::forward<T>()：

template<class T>
struct Asgard {

  template <class T>
  static auto check(int) -> decltype(*std::declval<T>()); // <-- the important line

  template <class T>
  static utils::tt::SubstFailure check(...);

  using Dereference = decltype(check<T>(0));

};

（我认为int参数也不需要，但我现在没有测试）。

现在，

为不同的限定符返回不同的类型

现在可能很少见，但我发现它很好的做法，我认为将来会更频繁。以std::get 为例，它可能是一个非成员函数，但也可能是一个成员函数（不是出于技术原因，例如必须编写template 关键字）。 STL 容器中的成员 begin()、end() 还不是那样（还），我不知道它们是否会出现以及何时出现，但我相信这是正确的方式。

我总是忽略const&& 的情况，因为我从未见过有意义的用法，而且我记得我读过 Stroustrup 说过同样的话。右值引用的想法正是能够修改一个临时对象（这是有道理的，因为这个对象可能持有指针或对实际数据的引用）。因此，const&& 似乎没有用，而 const& 不会完全一样。

另一方面，人们也可以考虑使用volatile 限定符来保证完整性，它提供了四种组合，使总数增加到八种，仅此而已。但这种情况更为罕见。