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技术 2022年11月24日
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与模板参数推导和auto推导一样,decltype的结果大多数情况下是正常的,但是也有少部分情况是反直觉的。

decltype介绍

给定一个name或者expression,decltype会告诉你它的类型。

我们先从正常情况开始:

const int i = 0;            // decltype(i) is const int
bool f(const Widget& w); // decltype(w) is const Widget&
// decltype(f) is bool(const Widget&)struct Point {
int x, y; // decltype(Point::x) is int
}; // decltype(Point::y) is intWidget w; // decltype(w) is Widget
if (f(w)) … // decltype(f(w)) is booltemplate<typename T> // simplified version of std::vector
class vector {
public:

T& operator[](std::size_t index);

};vector<int> v; // decltype(v) is vector<int>

if (v[0] == 0) … // decltype(v[0]) is int&

很直观,没有例外情况。 注意:decltype与auto不同,不会消除const和引用。

为什么需要decltype

比如我们需要声明一个函数模板,函数的返回值类型依赖函数参数的类型。在C++11中,常见的例子是返回一个container对应索引的值:

template <typename Container, typename Index> // works, but requires refinement
auto authAndAccess(Container &c, Index i) -> decltype(c[i]) {
return c[i];
}

注意:这里的auto跟类型推导没有任何关系,它只是表明了这里使用了C++11的trailing return type.

decltype(auto)

在C++11中只允许单语句的lambda表达式被推导,在C++14中之中行为被拓展到所有lambda和所有函数,包括多语句。在C++14中,上述代码我们可以简写为:

template<typename Container, typename Index>        // C++14;  not quite correct
auto authAndAccess(Container& c, Index i) {
return c[i]; // return type deduced from c[i]
}

注意:这里的auto就跟类型推导有关系了。 在前面讲auto推导规则的文章中提到过,auto作用在函数返回值时,使用的是模板参数推导规则,这里就会出现问题:operator []我们希望它返回引用,但是使用auto使用模板参数推导规则时,引用会被忽略,所以下面的代码会报错:

template <typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container &c, Index i) {
return c[i];
}std::vector<int> v{1,2,3,4,5};
authAndAccess(v,2) = 10; // error: expression is not assignable

但是使用auto -> decltype()则不会报错,因为这里auto不代表参数参数推导:

template <typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container &c, Index i) -> decltype(c[i]) {
return c[i];
}std::vector<int> v{1,2,3,4,5};
authAndAccess(v,2) = 10;

所以,要想让authAndAccess在使用auto的情况下返回引用,在C++14中,我们可以使用decltype(auto):

template <typename Container, typename Index>
decltype(auto) authAndAccess(Container &c, Index i) {
return c[i];
}std::vector<int> v{1,2,3,4,5};
authAndAccess(v,2) = 10;

decltype(auto)中的auto代表返回值需要被自动推导,decltype代表使用decltype来推导返回值类型。

decltype(auto)不仅可以声明函数返回值,还可以声明变量:

Widget w;const Widget& cw = w;       // auto type deduction : myWidget1's type is Widgetdecltype(auto) myWidget2 = cw;       // decltype type deduction : myWidget2's type is const Widget&

注意(entity)

decltype的规则可以看官网:decltype specifier,概况下可以分为两大类:

  • decltype ( entity ) : 如果entity是一个不被括号包围的标识符、类访问表达式,那么decltype ( entity )与entity类型一致。
  • decltype ( expression ) : 如果expression是一个表达式,计算结果为类型T,那么:
    • 如果expression为xvalue,那么decltype的结果是T&&.
    • 如果expression为lvalue,那么decltype的结果是T&.
    • 如果expression为prvalue,那么decltype的结果是T.

注意第一点中强调了entity是一个不被括号包围的标识符。因为当一个标识符被括号包围时,它就是一个左值表达式了,对应上面第二大点的第二小点。比如说int x = 0;,x是一个标识符,所以decltype(x)的结果为int。但是(x)就是一个左值表达式,decltype((x))的结果就是int&。所以下面的用法是不同的:

decltype(auto) f1() {

int x = 0;

return x; // decltype(x) is int, so f1 returns int

}

decltype(auto) f2() {

int x = 0;

return (x); // decltype((x)) is int&, so f2 returns int&

}

官网的例子能很好的概况decltype最常见的用法:

#include <iostream>struct A { double x; };
const A* a;decltype(a->x) y; // type of y is double (declared type)
decltype((a->x)) z = y; // type of z is const double& (lvalue expression)template<typename T, typename U>
auto add(T t, U u) -> decltype(t + u) // return type depends on template parameters
// return type can be deduced since C++14
{
return t + u;
}int main()
{
int i = 33;
decltype(i) j = i * 2; std::cout << "i = " << i << ", "
<< "j = " << j << '\n'; auto f = [](int a, int b) -> int
{
return a * b;
}; decltype(f) g = f; // the type of a lambda function is unique and unnamed
i = f(2, 2);
j = g(3, 3); std::cout << "i = " << i << ", "
<< "j = " << j << '\n';
}

(完)

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