面试题：C++ 模板参数const与类型推导

Question

考虑以下代码片段：template <typename T> void foo(T param) {}，template <typename T> void bar(const T& param) {}。当我们调用foo(10)和bar(10)时，T的类型推导有何不同？如果传递的是一个const对象，例如const int num = 10; 分别调用foo(num)和bar(num)，T的类型推导又会怎样？这种类型推导差异在模板参数使用const时有什么重要影响？

Answer 1

1. 调用foo(10)时：
   • T被推导为int。因为foo的参数param是值传递，编译器会忽略传递值的顶层const（如果有的话），10是int类型，所以T推导为int。
2. 调用bar(10)时：
   • T被推导为int。bar的参数param是const T&，这里10是右值int类型，T被推导为int，然后param成为const int&类型，即对一个临时的const int对象的引用。
3. 调用foo(num)时：
   • T被推导为int。同样因为foo是值传递，编译器忽略num的顶层const，num是const int类型，但传递给foo时，T仍然推导为int，param会是int类型的副本，丢弃了const属性。
4. 调用bar(num)时：
   • T被推导为int。bar的参数是const T&，num是const int，T推导为int，param成为const int&，即对num这个const int对象的引用。
5. 这种类型推导差异在模板参数使用const时的重要影响：
   • 值传递：在值传递的模板参数（如foo）中，顶层const会被忽略，这意味着模板函数内部不能修改传入的const对象，但函数会得到一个非const的副本。这在性能上可能有影响，因为会创建副本，并且丢失了对象可能原本具有的const语义。
   • 引用传递：在引用传递的模板参数（如bar）中，const是模板参数类型的一部分。这使得模板函数可以接受const和非const对象，并且能够保持对象的const属性，避免意外修改对象，同时也避免了不必要的副本创建，提高了效率。如果需要在模板函数中保证对象的常量性并且避免副本开销，使用const T&作为参数是更好的选择。