表達式模板和基於範圍的在C + + 11

Question

這是我的理解表達式模板將在基於範圍的基礎上在C + + 11中斷，因爲for (auto x : expr)有一個隱含的auto&& __range = expr，這將導致懸空引用。

有沒有一種方法創建表達式模板類，以便他們要麼基於不等的行爲正確，或至少是拋出一個編譯錯誤？

基本上，我想，以防止表達式模板可以正確編譯，但在運行時失敗，由於懸掛引用的可能性。如果用戶忘記包裝表達式模板，只要沒有無聲的運行時錯誤，我不介意在基於範圍的應用中使用它們之前必須包裝表達式模板。

Answer 1

我可以想到幾個選擇，每個選項都有自己的醜陋。

一個顯而易見的選擇是使用指針（可能unique_ptr），而不是引用。當然，爲了這個工作，它要麼需要從堆中分配，要麼需要自定義分配器。我認爲用一個好的分配器，這種方法有一些優點。然後再次，操作員超載會變得討厭。

另一種方法是按值而不是通過const引用存儲子表達式。這種方法的效率非常依賴編譯器，但由於你基本上處理了一堆臨時對象，所以我想現代編譯器可以優化副本（或者至少是很多副本）。

最後一種方法可以讓你相同的結構保持你的代碼，但強制用戶來計算表達式。它要求你只有一個迭代類型，它是表達式的基本類型（比如說，std::vector<int>）。沒有任何一個表達類應該爲它們定義方法或函數，但應該只能轉換爲基礎類型begin和end。這樣，代碼for(auto x : expr)將在編譯時失敗（因爲expr不可迭代），但編寫for(auto x : static_cast<vector<int>>(expr))的工作原理是因爲表達式已經過計算。

如果您希望使用基於範圍的for循環來實現表達式模板操作，那麼您可以在表達式模板類中提供專用或受保護的begin和end方法。只要確保每個模板類都可以訪問其他模板類的begin和end方法。在這種情況下應該沒問題，因爲表達式模板是函數的一個參數，所以在函數中編寫循環時，您不必擔心懸掛引用。

Answer 2

對此，您通常無能爲力。如果給出表達式作爲範圍，則它必須解析爲在for語句的初始化後有效的內容。並且在編譯時沒有辦法檢測到由auto推導出的任何特定類型。

這將是更好地使你的表達系統更加舉動爲基礎，所以它沒有持有引用。這將產生更安全的結果auto比試圖存儲引用可能死了的東西。如果複製不可移動類型會給您帶來麻煩，那麼您只需要忍受它。