《Effective Modern C++》学习笔记 - Item 4: 了解如何查看推导的类型

（笔者注：本篇的技巧，尤其是关于 typeid 和boost库用法的讲解非常实用）

• 分三种情形讨论如何获得类型推导的结果：编辑代码时获得，编译时获得和运行时获得。

• 多数现代IDE都有这类功能，当鼠标悬浮在实体上时，显示其类型。
• 这也说明IDE中通常带有能感知代码信息的编译器，或至少是编译器的前端。
• 对于简单的类型（如 int），IDE提供的信息很有用。但后面我们会看到，当涉及的类型变复杂后，IDE展示的信息可能并不是非常有帮助。

• 展示推断类型的一种有效方法就是让编译器报与类型相关的错（笔者：读到这儿着实笑了ww）。例如，声明但不定义一个模板类，想查看任何变量的类型，将其传给模板参数即可：

template
class TD;

// x和y的类型会显示在编译错误信息中
TD xType;
TD yType;

• 问题在于如何创造一个类型的字符串表示（笔者注：大一时这一直是个困扰我的问题，网上学的typeid也不太好用，现在终于得到了一个答案…不过还是要说类型相关的功能至少在使用上，C++确实不如Java, C#, Python等语言方便）
• 解决方法1：使用C++标准的 typeid。对任意对象使用 typeid 返回一个 std::type_info 对象，该对象有一个成员函数 name()，返回变量类型的 const char* 字符串。name 函数的定义由实现决定，没有统一标准。 例如，MSVC编译器的结果就和GCC不同：
  

VS2022编译结果。类型的可读性较好。

VSCode使用g++编译结果。i代表int，PKi代表Pointer K(C)onst to int，可读性略差。这些名称源于编译器对类型的内部编码（name mangling机制），可以用 c++filt 工具解码。

• 以上设定过于简单。让我们向前一步，看看更接近实际应用场景的例子：

// 模板函数，打印T和param的类型名
template
void f(const T& param)
{
    cout << "T =     " << typeid(T).name() << 'n';
    cout << "param = " << typeid(param).name() << 'n';
}
// 某个自定义类
class Widget {};
// 生产Widget数组的工厂函数
vector createVec()
{
    return vector{ Widget() }; // 假设返回的vector含一个元素
}
int main()
{
    const auto vw = createVec();
    if (!vw.empty()) {
        f(&vw[0]);
    }
    return 0;
}

MSVC和GCC运行结果：

PK代表pointer-to-const，6是Widget类名的长度。详见name mangling规则。

• 问题来了：在模板中，param的类型为 const T&，既然如此，param 和 T 的类型不应该是不同的吗？例如，T 为 int，param 应为 const int&。实际上，两种编译器都告诉我们，param 和 T 的类型均为 const Widget*。
• 遗憾的是，std::type_info::name 的结果并不可靠，因为它将类型以类似模板按值传递（Case 3）的推断规则处理，这导致类型的引用性、const 和 volatile 都被丢失。实际上，param 的类型应为 const Widget * const &。
• 同样遗憾的是，IDE展示的类型信息可能同样不靠谱，或至少起不到什么帮助。对于此例，有些IDE将 T 和 param 的类型报告为：

// T
const std::_Simple_types >::_Alloc>::value_type>::value_type *
// param
const std::_Simple_types<...>::value_type *const &

param 看着没那么吓人，但其中的 ... 实际上是缩略。

• 笔者注：本例中以上问题在我的环境中没有得到复现。目前（2021.12）VS2022和VSCode都报告了正确的函数模板推导结果（不过，我确实有深刻印象VSCode在使用STL类型时经常提示各种大长串难以理解的类型标识符）。
  
  
• 主角登场！作者强力推荐 Boost 库中的 Boost.TypeIndex。以下为使用样例：

#include  // boost库可在官网https://www.boost.org/下载

template
void f(const T& param)
{
	 using std::cout;
	 using boost::typeindex::type_id_with_cvr;
	// show T
	cout << "T = "
		 << type_id_with_cvr().pretty_name()
		 << 'n';
 	// show param's type
	cout << "param = "
		 << type_id_with_cvr().pretty_name()
		 << 'n';
}

• 这种方法使用了 boost::typeindex::type_id_with_cvr 模板，其接受一个类型参数，并且不会抹除 const、volatile和引用修饰符（因此得名 with_cvr）。返回结果是一个 boost::typeindex::type_index 对象，其有一个成员函数 pretty_name，返回一个容易阅读的 std::string 类型名称字符串。MSVC和GCC运行结果：
  
  

1. 推导出的类型可以通过IDE编辑器，编译错误信息和Boost TypeIndex库查看。
2. 一些工具的结果可能既不准确也没什么用，因此，我们自身对于C++类型推导规则的理解仍是最重要的。