表达式模板和基于范围的在C + + 11

Question

这是我的理解表达式模板将在基于范围的基础上在C + + 11中断，因为for (auto x : expr)有一个隐含的auto&& __range = expr，这将导致悬空引用。

有没有一种方法创建表达式模板类，以便他们要么基于不等的行为正确，或至少是抛出一个编译错误？

基本上，我想，以防止表达式模板可以正确编译，但在运行时失败，由于悬挂引用的可能性。如果用户忘记包装表达式模板，只要没有无声的运行时错误，我不介意在基于范围的应用中使用它们之前必须包装表达式模板。

Answer 1

我可以想到几个选择，每个选项都有自己的丑陋。

一个显而易见的选择是使用指针（可能unique_ptr），而不是引用。当然，为了这个工作，它要么需要从堆中分配，要么需要自定义分配器。我认为用一个好的分配器，这种方法有一些优点。然后再次，操作员超载会变得讨厌。

另一种方法是按值而不是通过const引用存储子表达式。这种方法的效率非常依赖编译器，但由于你基本上处理了一堆临时对象，所以我想现代编译器可以优化副本（或者至少是很多副本）。

最后一种方法可以让你相同的结构保持你的代码，但强制用户来计算表达式。它要求你只有一个迭代类型，它是表达式的基本类型（比如说，std::vector<int>）。没有任何一个表达类应该为它们定义方法或函数，但应该只能转换为基础类型begin和end。这样，代码for(auto x : expr)将在编译时失败（因为expr不可迭代），但编写for(auto x : static_cast<vector<int>>(expr))的工作原理是因为表达式已经过计算。

如果您希望使用基于范围的for循环来实现表达式模板操作，那么您可以在表达式模板类中提供专用或受保护的begin和end方法。只要确保每个模板类都可以访问其他模板类的begin和end方法。在这种情况下应该没问题，因为表达式模板是函数的一个参数，所以在函数中编写循环时，您不必担心悬挂引用。

Answer 2

对此，您通常无能为力。如果给出表达式作为范围，则它必须解析为在for语句的初始化后有效的内容。并且在编译时没有办法检测到由auto推导出的任何特定类型。

这将是更好地使你的表达系统更加举动为基础，所以它没有持有引用。这将产生更安全的结果auto比试图存储引用可能死了的东西。如果复制不可移动类型会给您带来麻烦，那么您只需要忍受它。