C++ decltype類型說明符(尾置返回類型使用)

轉自https://blog.csdn.net/yhl_leo/article/details/50865552

1 基本語法

decltype 類型說明符生成指定表達式的類型。在此過程中，編譯器分析表達式並得到它的類型，卻不實際計算表達式的值。

語法為：

decltype( expression )

編譯器使用下列規則來確定expression 參數的類型。

• 如果 expression 參數是標識符或類成員訪問，則 decltype(expression) 是 expression 命名的實體的類型。如果不存在此類實體或 expression 參數命名一組重載函數，則編譯器將生成錯誤消息。
• 如果 expression 參數是對一個函數或一個重載運算符函數的調用，則 decltype(expression) 是函數的返回類型。將忽略重載運算符兩邊的括號。
• 如果 expression 參數是右值，則 decltype(expression) 是 expression類型。如果 expression參數是左值，則 decltype(expression) 是對 左值引用 類型的expression。

給出如下示例代碼：

int var; const int&& fx(); struct A { double x; } const A* a = new A();

語句	類型	注釋
decltype(fx());	const int &&	對左值引用的const int
decltype(var);	int	變量 var 的類型
decltype(a->x);	double	成員訪問的類型
decltype((a->x));	const double&	內部括號導致語句作為表達式而不是成員訪問計算。由於a聲明為 const指針，因此類型是對const double的引用。

2 decltype和引用

如果decltype使用的表達式不是一個變量，則decltype返回表達式結果對應的類型。但是有些時候，一些表達式向decltype返回一個引用類型。一般來說，當這種情形發生時，意味着該表達式的結果對象能作為一條賦值語句的左值：

// decltype的結果可以是引用類型 int i = 42, *p = &i, &r = i; decltype(r + 0) b; // OK, 加法的結果是int，因此b是一個（未初始化）的int decltype(*p) c; // Error, c是int&， 必須初始化

因為r是一個引用，因此decltype(r)的結果是引用類型，如果想讓結果類型是r所指的類型，可以把r作為表達式的一部分，如r+0，顯然這個表達式的結果將是一個具體的值而非一個引用。

另一方面，如果表達式的內容是解引用操作，則decltype將得到引用類型。正如我們所熟悉的那樣，解引用指針可以得到指針所指對象，而且還能給這個對象賦值，因此，decltype(*p)的結果類型是int&而非int。

3 decltype和auto

• 處理頂層const和引用的方式不同（參考閱讀：C++ auto類型說明符）

如果decltype使用的表達式是一個變量，則decltype返回該變量的類型（包括頂層const和引用在內）：

const int ci = 0, &cj = ci; decltype(ci) x = 0; // x的類型是const int decltype(cj) y = x; // y的類型是const int&，y綁定到變量x decltype(cj) z; // Error， z是一個引用，必須初始化

• decltype的結果類型與表達式形式密切相關

對於decltype所用的引用來說，如果變量名加上了一對括號，則得到的類型與不加括號時會有所不同。如果decltype使用的是一個不加括號的變量，則得到的結果就是該變量的類型；如果給變量加上了一層或多層括號，編譯器就會把它當成是一個表達式。

decltype((i)) d; // Error, d是int&, 必須初始化 decltype(i) e; // OK, e是一個未初始化的int

• 模板函數的返回類型 
  
  • 在 C++11 中，可以結合使用尾隨返回類型上的 decltype 類型說明符和 auto 關鍵字來聲明其返回類型依賴於其模板參數類型的模板函數。
  • 在 C++14 中，可以使用不帶尾隨返回類型的 decltype(auto) 來聲明其返回類型取決於其模板參數類型的模板函數。

例如，定義一個求和模板函數：

//C++11 template<typename T, typename U> auto myFunc(T&& t, U&& u) -> decltype (forward<T>(t) + forward<U>(u)) { return forward<T>(t) + forward<U>(u); }; //C++14 template<typename T, typename U> decltype(auto) myFunc(T&& t, U&& u) { return forward<T>(t) + forward<U>(u); }; 

（forward：如果參數是右值或右值引用，則有條件地將其參數強制轉換為右值引用。）

附上一段源碼：

#include <iostream> #include <string> #include <utility> #include <iomanip> using namespace std; template<typename T1, typename T2> auto Plus(T1&& t1, T2&& t2) -> decltype(forward<T1>(t1) + forward<T2>(t2)) { return forward<T1>(t1) + forward<T2>(t2); } class X { friend X operator+(const X& x1, const X& x2) { return X(x1.m_data + x2.m_data); } public: X(int data) : m_data(data) {} int Dump() const { return m_data;} private: int m_data; }; int main() { // Integer int i = 4; cout << "Plus(i, 9) = " << Plus(i, 9) << endl; // Floating point float dx = 4.0; float dy = 9.5; cout << setprecision(3) << "Plus(dx, dy) = " << Plus(dx, dy) << endl; // String string hello = "Hello, "; string world = "world!"; cout << Plus(hello, world) << endl; // Custom type X x1(20); X x2(22); X x3 = Plus(x1, x2); cout << "x3.Dump() = " << x3.Dump() << endl; }

運行結果為：

Plus(i, 9) = 13 Plus(dx, dy) = 13.5 Hello, world! x3.Dump() = 42

參考資料：

• Microsoft Developer Network: decltype(C++)
• C++ Primer(第五版)》 Stanley B. Lippman.