获取类型推导结果

本系列博客主要讨论C++的类型推导系统

本博客介绍三种查看类型推导结果的方法

在软件开发的不同阶段，都可以获得类型推导的信息，关键是我们身处于哪个阶段，本博客从编写代码、编译和运行时三个阶段进行介绍

IDE

在编写代码期间，IDE常常会自动地显示类型推导的结果。不过，IDE的这些类型信息是来源于C++编译器，所以如果代码无法正常编译，那么类型推导结果也可能不会出现

const int theAnswer=42;

auto x = theAnswer;
auto y = &theAnswer;

对于简单的，诸如int的类型，这样就够了，但随着类型变得更复杂，IDE的信息就不那么管用了

编译器诊断

想要让编译器暴露某个类型推断结果，一个行之有效的方案是使用那个类型制造编译错误，以此来让编译器提示类型不匹配

如果我们希望让编译器告诉我们上述变量中x和y的类型，可以如此操作：

template<typename T> class TD;
//声明一个类模板，但是不定义

TD<decltype(x)> xType;
TD<decltype(y)> yType;

由于我们没有给出类模板的定义，因此编译器将会发出类似这样的错误报告

运行时输出

如果要在控制台输出类型信息，那就必须等到运行时，但是可以自主控制所有的输出格式。这里的难点是要得到我们关心类型的字符串表达，并且这个表示得是易读易理解的

乍一看可以用typeid()和std::type_info::name来解决

std::cout<<typeid(x).name()<<'\n';
std::cout<<typeid(y).name()<<'\n';

调用typeid函数，产生一个std::type_info对象，随后调用它的name方法可以得到一个C风格的字符串，用以概括类型信息

但是此函数不保证一定能返回”有意义“的字符串，但是编译器工作者已经在尽力返回有用的信息了。GNU和Clang编译器对于x会返回“i”表示int，对y返回“PKi”，表示“pointer to konst const”，当然，也可以为它们安装C++filt工具来翻译那些晦涩的信息。如果是Microsoft的编译器，将会显示“int”和“int const *”

考虑一个更复杂的情况

template<typename T> void f(const T& param);

std::vector<Widget> createVec();

const auto vw = createVec();

if(!vw.empty()){
  f(&vw[0]);
  ......
}

这里既有用户自定义的类型Widget，又有STL容器，还有auto声明的变量，更接近于现实中我们迫切需要看到编译器的类型推导信息的情景，比如我们会希望知道函数模板f中的类型参数T和param的最终类型

template <typename T> void f(const T& param){
  using std::cout;
  cout<<"T=			"<<typeid(T).name()<<'\n';
  cout<<"param=	"<<typeid(param).name()<<'\n';
}

GNU和Clang的编译器环境下，将会输出

T=	PK6Widget	
param=	PK6Widget

已经知道PK代表pointer to const，而此处的6，代表6后面的类名的字符数量（Widget有6个字符），也就是说它们的类型是const Widget*

Microsoft的编译器则是：

T=	class Widget const *
param=	class Widget const *

等等，T和param的类型居然是一样的？在函数模板f中，param可是声明为const T&的呀？

不幸的是，std::type_info::name的结果不总是可靠的，这就是反例之一。更近一步说，它们在这里必须是错的，因为std::type_info::name函数声明指出，会像一个按值传递的函数模板一样对待参数。在这篇博客中，我们已经讨论过，当函数模板的参数是按值传递时，如果实参是引用，那么引用的符号将会被忽略；此外，如果移除引用符号之后，还有const或者volatile关键字，那么这两者也被一并忽略

param的类型，在此处为const Widget * const &，被反射成const Widget* 也就不无道理。首先忽略了其引用符号，随后又忽略了它本身不可变的const符号（右侧的const），最后变成了const Widget*

更糟糕的事，IDE在此时报告的类型同样也不可靠，至少说，是不太有用。在此例中，我所用的IDE将T报告成

const std::_Simple_types<std::_Wrap_alloc<std::_Vec_base_types<Widget, 
std::allocator<Widget> 
>::_Alloc>::value_type>::value_type *

对于param，报告的则是

const std::_Simple_types<...>::value_type *const &

param类型看起来比T的类型更人畜无害一些，但是“…”到底意味着什么呢？其实这是编译器的一种语言，它是在说，”既然T已经有这么一大堆了，那在param的类型中我就懒得再显示一次了吧！“

使用boost库

当知道std::type_info::name和IDE的问题之后，Boost 的TypeIndex库就像一个救星

#include <boost/type_index.hpp>
template<typename T> void f(const T& param){
  using std::cout;
  using boost::typeindex::type_id_with_cvr;
  cout<<"T=			"<<type_id_with_cvr<T>().pretty_name()<<'\n';
  cout<<"param=	"<<type_id_with_cvr<decltype(param)>().pretty_name()<<'\n';
}

type_id_with_cvr能够正常工作的秘密就在于，它可以在不忽略const 、volatile和引用的情况下，拿到类型参数。函数返回boost::typeindex::type_index对象，方法pretty_name返回一个std::string对象，以提供友好的字符串表示

在GNU和Clang编译器下，使用Boost.TypeIndex来替代type_id，得到

T=	Widget const*
param=	Widget const* const&

Microsoft的编译器会返回

T=	class Widget const *
param=	class Widget const * const &

令人惊喜的一致！

总结

可以通过IDE、制造编译错误以及使用Boost的TypeIndex库来查看类型推导结果

一些工具的结果不能保证准确性和可用性，最重要的还是要理解C++的类型推导规则