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C++ decltype 类型推导

2022-09-07 23:30:08  阅读:218  来源: 互联网

标签:decltype 推导 auto C++ 类型 const include


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decltype 说明符(C++11)

C++11 引入了 decltype 说明符,decltype 可以获取一个对象或者表达式的类型。

使用起来也很简单:

#include <iostream>

int main() {
    int x1 = 0;
    decltype(x1) x2 = 0;        // x2 被推导为 int 类型(变量 x1 的类型)
    std::cout << typeid(x2).name() << std::endl; 

    double x3 = 0;
    decltype(x1 + x3) x4 = x1 + x3;     // x4 被推导为 double 类型(表达式 x1 + x3 的类型)
    std::cout << typeid(x4).name() << std::endl;
    return 0;
}

运行结果:

linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ g++ -std=c++11 decltype_example.cpp -o decltype_example
linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ ./decltype_example 
i
d

相比 autodecltype 除了可以推导表达式的类型,还可以用来推导类中的非静态成员变量的类型(auto 是不可以的),

使用 decltype 保留auto 的引用属性(C++14)

之前讲 auto 关键字的时候说过 auto 的推导规则其中之一是:使用 auto 声明变量初始化时,目标对象如果是引用,则引用属性会被忽略。

比如下面的代码:

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <type_traits>

template <class T>
auto return_ref(T& t) {
    return t;
}

int main() {
    int x1 = 0;
    static_assert(std::is_reference_v<decltype(return_ref(x1))>);
}

我们引用传递参数 t,希望 return_ref 可以返回一个引用,然而事实上这里 auto 被推导为值类型:

一个解决办法是给 auto 加上 &,另一个解决办法就是使用 decltype 作为尾置返回类型:

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <type_traits>

template <class T>
auto return_ref(T& t) -> decltype(t) {
    return t;
}

int main() {
    int x1 = 0;
    static_assert(std::is_reference_v<decltype(return_ref(x1))>);
}

decltype 的推导规则

对于一个类型为 T 的变量或者表达式 edecltype(e) 的推导规则有 5 条:

  1. 如果 e 是一个未加括号的表达式(结构化绑定除外)或者未加括号的类成员访问,则 decltype(e) 推断出 e 的类型是 T

    如果不存在这样的类型(比如表达式里的变量不在当前作用域内)或者 e 是重载函数(运行时多态,decltype 要求是编译期确定返回类型),则无法进行推导。

  2. 如果 e 是一个函数调用或者仿函数调用,那么 decltype(e) 推断出的类型是其返回值的类型。

  3. 如果 e 是一个类型为 T 的左值,则 decltype(e)T&

    这就是上面的那个例子返回的是一个引用的原因。

  4. 如果 e 是一个类型为 T 的将亡值,则 decltype(e)T&&

  5. 其他情况,decltype(e)T

cv 限定符(const / volatile)的推导

decltype(e) 推导的类型会同步 ecv 限定符。

比如:

const int i = 0;
decltype(i);	// declytpe(i) 推导类型为 const(注意这里和 auto 的不同)

如果 e 是类的成员变量时,要同步 cv 限定符需要加上括号。

struct A {
    double x;
};
const A* a = new A();
decltype(a->x);		// decltype(a->x) 推导类型为 double,const 属性被忽略

上面的代码没有给 a->x 加上括号,推导的类型没有 const 属性,带上括号之后推导类型为 const double

struct A {
    double x;
};
const A* a = new A();
decltype((a->x));	// decltype((a->x)) 推导类型为 const double

总结:当 e 是加上了括号的数据成员时,父对象表达式的 cv 限定符会同步到推导结果。

decltype(auto) (C++14)

C++14 运行时用 decltype(auto) 告诉编译器使用 decltype 的规则来推导 auto.

decltype(auto) 必须单独使用,也就是不能再给它加上指针、引用还有 cv 属性。

再看之前的 return_ref 的例子,如果我们还是想用 auto 来给 return_ref 函数返回一个引用,而我们却不想使用 auto&(在泛型编程的情况下只能表现引用语义的表达能力是不够的),就可以使用 decltype(auto)

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <type_traits>

template <class T>
decltype(auto) return_ref(T& t) {
    return t;
}

int main() {
    int x1 = 0;
    static_assert(std::is_reference_v<decltype(return_ref(x1))>);
}

这里由于使用了 decltype(auto),因此 auto 按照 decltype 的规则来推导类型,这里 e 是个左值引用,按照推导规则 3,返回一个引用,所以我们的断言可以通过。

参考资料

  1. 现代C++语言核心特性解析
  2. cppreference: decltype specifier

标签:decltype,推导,auto,C++,类型,const,include
来源: https://www.cnblogs.com/linrj/p/16667708.html

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