std :: valarray的运算符*有什么问题？

Question

考虑下面的MCVE，其中有两个值数组，其中w两次是两次v（在此处尝试）：

#include <valarray>

using namespace std;

int main() {
  valarray<int> v { 1, 2, 3 };

  for ([[maybe_unused]] auto x : v) {} // Ok

  auto w = v * 2;     // Leads to failure in loop below
  //valarray<int> w = v * 2; // Works
  //auto w = v*=2;      // Works
  //auto w = v; w *= 2; // Works

  for ([[maybe_unused]] auto x : w) {} // Failure here
}

这个例子在最后一个循环中用clang和gcc编译失败（这里是gcc输出）：

error: no matching function for call to 'begin(std::_Expr<std::__detail::_BinClos<std::__multiplies, std::_ValArray, std::_Constant, int, int>, int>&)'

问题的根源似乎是减少的类型v * 2（我假设因为显式地记录了该类型有效，所以似乎正在进行一些隐式转换）。

查看参考注释，似乎operator*返回的内容与std::valarray<T>。我不明白这样做的原因，但更令人困惑的是，这似乎适用于operator*=，除了我的auto作业在这里起作用。我期望的返回值operator*=，并operator*以相同这里（增量参考）。

所以我的问题是：

• 这是实现问题/错误吗？还是我错过了什么？
• 参考说明背后的原理是什么（例如，为什么操作员可以返回可能不适用于std::begin/的其他内容std::end）？

（注意：我标记了这个问题c ++ 11，但它似乎也适用于所有版本，最高为17）

Answer 1

有一个技巧叫表达式模板，可以提高复合表达式的效率，但是使用会严重破坏auto。

更改此：

auto w = v * 2;

对此：

std::valarray<int> w = v * 2;

并且您的代码有效。

要了解为什么我们要使用表达式模板，请尝试以下操作：

std::valarray<int> a={1,2,3},b{4,5,6},c={2,4,8};
std::valarray<int> r = (a+b*2)*c;

在这里，表达式模板避免创建临时的valarray a+b*2或b*2，而是向下传递整个表达式，并r使用逐个元素的操作进行构造。

不会创建3元素的valarray临时(a+b*2)*c对象，而只是创建描述表达式结构和参数的一系列对象。当将其分配给实际valarray表达式时，将在逐个元素的基础上对表达式进行求值。

但是auto不会转换为valarray; 它只存储表达式模板对象。因此，您的代码会中断。

我不知道该标准的哪个版本允许这样做；不管怎样，某些valarray实现使用此方法，并且它增加了很多效率。没有它，valarray会很烂。