允许预先计算和即时计算结果答案

【问题标题】：Allowing both pre-computed and computed-on-the-fly results允许预先计算和即时计算结果
【发布时间】：2017-02-19 15:19:24
【问题描述】：

考虑：

template <typename T>
struct C {
    std::vector<int> f(const T &t) const {
        return t.f();
    }
};

T::f 必须计算所需的向量。但是，一些T 预先计算了向量，我们希望避免在这种情况下创建副本。这是我的尝试：

struct A {
    std::vector<int> f() const {
        std::vector<int> res{10, 20, 30}; // computing the vector.
        return res;
    }
};

struct B {
    const std::vector<int> &f() const {
        return v_; // returning reference to pre-computed vector.
    }
private:
    std::vector<int> v_{1, 2, 3};
};

template <typename T>
struct C {
    const std::vector<int> &f(const T &t) const {
        return t.f();
    }
};

int main() {
    using T = B; // For A, we get an error about returning reference to a local.
    C<T> c;
    T t;
    c.f(t);
    return 0;
}

正如main 中的注释所示，对于T=A，上面的代码是错误的，因为它返回了对局部变量的引用。我怎样才能同时容纳T=A 和T=B，这样预先计算的向量B::v_ 不会被复制？

【问题讨论】：

您的代码已编译并可以运行：ideone.com/xedSqU
@Zefick 它只是似乎可以工作，但正如 OP 正确指出的那样，它返回对局部变量 UB 的引用。
为什么不能将计算向量存储在 A 类中？您将解决复制和语法问题。
使用decltype(auto)作为返回类型
@BlackMoses 在实际代码中，A::f 根据对象的状态计算向量。在这种实际情况下，将每次调用 A::f 的结果存储在成员变量中会很丑陋。

标签： c++ c++11 generic-programming const-reference

【解决方案1】：

使用decltype 使C::f 返回与T::f 完全相同的类型：

template <typename T>
struct C {
    auto f(const T &t) const -> decltype(t.f()) {
        return t.f();
    }
};

这将在T = A 时返回按值，在T = B 时返回const&。

wandbox example

【讨论】：

【解决方案2】：

您的尝试并未测试应有的内容。为了使预先计算的结果有用，它们需要是持久的。一个类需要同时进行计算和存储。

例如，

struct A {
    std::vector<int> const & f() const {
        if ( v_.empty() ) {
            v_ = {10, 20, 30}; // computing the vector.
        }
        return v_;
    }
private:
    mutable std::vector<int> v_;
};

另一种架构是将所有结果存储在一个std::map< X, std::vector >（或unordered_map）中，如果有某种类型X定义了函数的域。

【讨论】：