C++ 参考手册

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std::reference_wrapper

定义于头文件 <functional>
template< class T >
class reference_wrapper;
 (C++11 起)

std::reference_wrapper 是包装引用于可复制、可赋值对象的类模板。它常用作将容器存储入无法正常保有引用的标准容器（类似 std::vector ）的机制。

特别是， std::reference_wrapper 是围绕到类型 T 的对象引用或函数引用的可复制构造 (CopyConstructible) 且可复制赋值 (CopyAssignable) 的包装器。 std::reference_wrapper 的实例是对象（它们可被复制或存储于容器），但它们能隐式转换成 T& ，故能以之为以引用接收底层类型的函数的参数。

若存储的引用可调用 (Callable) ，则可以相同参数调用 std::reference_wrapper 。

辅助函数 std::ref 与 std::cref 常用于生成 std::reference_wrapper 对象。

std::reference_wrapper 亦用于按引用传递对象给 std::bind 或 std::thread 的构造函数。

保证 std::reference_wrapper 为可平凡复制 (TriviallyCopyable) 。

(C++17 起)

T 可为不完整类型。

(C++20 起)

成员类型

 
类型 定义
type T
result_type(C++17 中弃用)(C++20 中移除) 若 T 为函数则为 T 的返回类型。否则不定义。
argument_type(C++17 中弃用)(C++20 中移除) 1) 若 T 为接受一个 A1 类型参数的函数或指向函数指针，则 argument_type 为 A1 。

2) 若 T 是不接收参数的指向类 T0 成员函数的指针，则 argument_type 为 T0* ，可能有 cv 限定
3) 若 T 是拥有成员类型 T::argument_type 的类类型，则 argument_type 为其别名

first_argument_type(C++17 中弃用)(C++20 中移除) 1) 若 T 是接收二个 A1 与 A2 类型参数的函数或指向函数指针，则 first_argument_type 为 A1 。

2) 若 T 是接收一个参数的指向 T0 成员函数指针，则 first_argument_type 为 T0* ，可能有 cv 限定
3) 若 T 是拥有成员类型 T::first_argument_type 的类类型，则 first_argument_type 为其别名

second_argument_type(C++17 中弃用)(C++20 中移除) 1) 若 T 是接收二个 A1 与 A2 类型参数的函数或指向函数指针，则 second_argument_type 为 A2 。

2) 若 T 是接收一个 A1 类型参数的指向 T0 成员函数指针，则 second_argument_type 为 A1 ，可有 cv 限定
3) 若 T 是拥有成员类型 T::second_argument_type 的类类型，则 second_argument_type 为其别名

成员函数

 存储引用于新的 std::reference_wrapper 对象
(公开成员函数)
重绑定 std::reference_wrapper
(公开成员函数)
访问存储的引用
(公开成员函数)
调用其所存储的函数
(公开成员函数)

推导指引(C++17 起)

可能的实现

namespace detail {
template <class T> T& FUN(T& t) noexcept { return t; }
template <class T> void FUN(T&&) = delete;
}
 
template <class T>
class reference_wrapper {
public:
  // 类型
  typedef T type;
 
  // 构造/复制/销毁
  template <class U, class = decltype(
    detail::FUN<T>(std::declval<U>()),
    std::enable_if_t<!std::is_same_v<reference_wrapper, std::remove_cvref_t<U>>>()
  )>
  constexpr reference_wrapper(U&& u) noexcept(noexcept(detail::FUN<T>(std::forward<U>(u))))
    : _ptr(std::addressof(detail::FUN<T>(std::forward<U>(u)))) {}
  reference_wrapper(const reference_wrapper&) noexcept = default;
 
  // 赋值
  reference_wrapper& operator=(const reference_wrapper& x) noexcept = default;
 
  // 访问
  constexpr operator T& () const noexcept { return *_ptr; }
  constexpr T& get() const noexcept { return *_ptr; }
 
  template< class... ArgTypes >
  constexpr std::invoke_result_t<T&, ArgTypes...>
    operator() ( ArgTypes&&... args ) const {
    return std::invoke(get(), std::forward<ArgTypes>(args)...);
  }
 
private:
  T* _ptr;
};
 
// 推导指引
template<class T>
reference_wrapper(T&) -> reference_wrapper<T>;

示例

演示将 reference_wrapper 作为引用的容器使用，这令用多重下标访问同一容器可行

运行此代码
#include <algorithm>
#include <list>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <random>
#include <functional>
 
int main()
{
    std::list<int> l(10);
    std::iota(l.begin(), l.end(), -4);
 
    std::vector<std::reference_wrapper<int>> v(l.begin(), l.end());
    // 不能在 list 上用 shuffle （要求随机访问），但能在 vector 上使用它
    std::shuffle(v.begin(), v.end(), std::mt19937{std::random_device{}()});
 
    std::cout << "Contents of the list: ";
    for (int n : l) std::cout << n << ' '; std::cout << '\n';
 
    std::cout << "Contents of the list, as seen through a shuffled vector: ";
    for (int i : v) std::cout << i << ' '; std::cout << '\n';
 
    std::cout << "Doubling the values in the initial list...\n";
    for (int& i : l) {
        i *= 2;
    }
 
    std::cout << "Contents of the list, as seen through a shuffled vector: ";
    for (int i : v) std::cout << i << ' '; std::cout << '\n';
}

可能的输出： 

Contents of the list: -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 
Contents of the list, as seen through a shuffled vector: -1 2 -2 1 5 0 3 -3 -4 4 
Doubling the values in the initial list...
Contents of the list, as seen through a shuffled vector: -2 4 -4 2 10 0 6 -6 -8 8

参阅

(C++11)(C++11)
 创建具有从其实参推导的类型的 std::reference_wrapper
(函数模板)
(C++11)
 绑定一或多个实参到函数对象
(函数模板)