类模板的嵌套模板参数推导不起作用

Question

在this Q&A 中，我编写了一个小包装类，它提供对范围的反向迭代器访问，依赖于类模板的c++1z 语言功能模板参数推导（p0091r3，p0512r0）

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>

template<class Rng>
class Reverse
{
    Rng const& rng;    
public:    
    Reverse(Rng const& r) noexcept
    : 
        rng(r)
    {}

    auto begin() const noexcept { using std::end; return std::make_reverse_iterator(end(rng)); }
    auto end()   const noexcept { using std::begin; return std::make_reverse_iterator(begin(rng)); }
};

int main()
{
    std::vector<int> my_stack;
    my_stack.push_back(1);
    my_stack.push_back(2);
    my_stack.puhs_back(3);

    // prints 3,2,1
    for (auto const& elem : Reverse(my_stack)) {
        std::cout << elem << ',';    
    }
}

但是，对Reverse 进行嵌套应用不会产生原始的迭代顺序

// still prints 3,2,1 instead of 1,2,3
for (auto const& elem : Reverse(Reverse(my_stack))) {
    std::cout << elem << ',';    
}

Live Example（g++ 7.0 SVN 和 clang 5.0 SVN 的输出相同）

罪魁祸首似乎是类模板的模板参数推导，因为通常的包装函数确实允许正确嵌套

template<class Rng>
auto MakeReverse(Rng const& rng) { return Reverse<Rng>(rng); }

// prints 1,2,3
for (auto const& elem : MakeReverse(MakeReverse(my_stack))) {
    std::cout << elem << ',';    
}

Live Example（g++ 和 clang 的输出相同）

问题：类模板的嵌套模板参数推导是否应该只工作“一层”深，或者这是 g++ 和 clang 的当前实现中的一个错误？

Answer 1

这可以在[over.match.class.deduct]/p1中解释：

形成一组函数和函数模板，包括：

• 对于由指定的类模板的每个构造函数 template-name，具有以下属性的函数模板：

• 模板参数是类模板的模板参数后跟模板参数（包括默认 构造函数的模板参数），如果有的话。

• 函数参数的类型是构造函数的类型。

• 返回类型是由template-name指定的类模板特化和模板对应的模板参数 从类模板中获取的参数。

我的理解是编译器发明了以下两个函数（两个——包括为这个类隐式生成的复制构造函数）：

template <typename Rng>
Reverse<Rng> foo(const Rng& r);           // #1

template <typename Rng>
Reverse<Rng> foo(const Reverse<Rng>& r);  // #2

然后尝试根据调用选择最佳重载：

foo(Reverse<std::vector<int>>(my_stack));

解析为#2，因为这个更专业。结论是：

Reverse(Reverse(my_stack))

涉及一个复制构造函数来构造外部Reverse 实例。

Answer 2

Piotr's answer 正确解释了正在发生的事情 - 移动构造函数比您的构造函数模板更匹配。

但是（像往常一样，h/t T.C.）有一个比编写工厂更好的解决方法：您可以添加显式推导指南来处理包装：

template <class R>
Reverse(Reverse<R> ) -> Reverse<Reverse<R>>;

这样做的目的是覆盖复制扣除候选，这要归功于 [over.match.best] 中新添加的首选项：

鉴于这些定义，如果 [...] F1 从演绎指南 (13.3.1.8) 和 @ 987654329@不是。

因此，我们将有 四个 生成函数，再次借鉴 Piotr 的命名：

template <typename Rng>
Reverse<Rng> foo(const Rng& r);             // #1

template <typename Rng>
Reverse<Rng> foo(const Reverse<Rng>& r);    // #2

template <typename Rng>
Reverse<Rng> foo(Reverse<Rng>&& r);         // #3

template <typename Rng>
Reverse<Reverse<Rng>> foo(Reverse<Rng> r);  // #4 - same-ish as #2/3, but deduction guide

以前，#3 更专业是首选。现在，#4 是首选作为扣除指南。所以，我们仍然可以这样写：

for (auto const& elem : Reverse(Reverse(my_stack))) {
    std::cout << elem << ',';    
}

这行得通。