C++型别推导的“坑”——忽略引用

无论是模板还是auto的型别推导，绝大部分情况下都会忽略引用。举个栗子：

template<typename T>
void f(T param) {

如果现在有int类型的变量x和它的引用rx，当rx传给函数f时，我们的直觉是T应该被推导为引用，由此直觉还认为定义一个T类型的变量temp并用param赋值后，temp和param应该都是x的引用。然而直觉是错误的，这里T会被推导为int，而非int&。可以用代码测试一下，如果temp也是引用，那么对temp另外赋值应该会更改x的值：

template<typename T>
void f(T param) {
    T temp = param;
    temp = 5; // 若temp是引用，那么这条语句会把x的值改为5
}

//main函数中：
int x = 2;
int& rx = x;
f(rx); //实参为int&
cout << x; // 看看x的值是否被改变

最终输出结果为2，说明T只是int类型，temp是一个拷贝而非引用。

auto的型别推导同样。

只有一个情况例外：当形参是万能指针而实参是左值时，T为左值引用。也就是说将上面代码中f的形参类型改为T&&，此时再运行代码会发现输出为5，说明T为int&。

我们有时会忘记型别推导忽略引用这个特点。比如，大多数容器的operator []会返回T&，因此当我们希望写一个函数，该函数可以返回位于某容器特定下标位置的元素时，我们可能会写出这样的代码：

/*向该函数传入一个容器和一个下标；函数返回位于这个容器该下标位置的元素的引用*/
template<typename Container, typename Index>
auto find_ele(Container& c, Index i) {
    do_sth();
    return c[i];
}

然后会像下面这样来使用这个函数：

find_ele(arr, 3) = 5;

然后会发现报错了。编译器会说find_ele(arr, 3)并非左值，不能被赋值。这就是因为虽然return c[i]返回的是引用，但auto型别推导时却会忽略引用。
如果希望将引用作为返回，可以像下面这样写函数头部（仅考虑实参为左值的情况）：

//(1)
auto& find_ele(Container& c, Index i)
//(2)
auto find_ele(Container& c, Index i) -> decltype(c[i])
//(3)
decltype(auto) find_ele(Container& c, Index i)

（1）显式规定返回值必须是引用；（2）和（3）都使用了decltype，这是因为decltype在一般情况下都会忠实地返回参数自身的类型而不做更改。