decltype函数_decltype有什么用

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

前言

如果想要知道一个表达式的数据类型但又不想对表达式进行求值, 那么auto似乎就不满足这中要求, c++11加入了decltype操作符,它的功能与auto类似, 都是进行类型推导, 但是decltype就能对某一表达式的类型进行推导并且不求表达式的值.

因为decltype在很多的时候并不同于auto操作符, 所以我会将大部分的不同罗列出来, 比如 : 数组, 顶层const等.

decltype

decltype的声明 :

decltype(exp()) x; 	// exp()可以是任何的表达式

1. decltype与普通类型

先来看看怎么使用decltype操作符

int i = 0;
decltype(i) di;	// 需要传入一个表达式才行, di并不必须要初始化
decltype(i + 0) j;
decltype(function()) f;

auto ai = i;	// auto必须对其进行初始化

与auto不同, decltype根据表达式就能推导出类型, 所以不需要必须对创建的变量进行初始化, 而auto是需要根据右值的类型进行推导出左值的参数类型, 所以必须在创建的时候进行初始化.

2. decltype与数组

decltype推导数组类型的时, 推导的并不是指针类型, 而是数组类型.

int a[10]{ 
   0};
decltype(a) da; 	// 这里推导的da是一个 int[10] 类型的数组, 不是指针
decltype(a + 1) pa;	// 这里推导的da是指针
auto pa = a;		// auto推导的pa是一个指针
pa = &a[0];	// success, 因为pa是指针
da = &a[0];	// error. da类型是 int[10], 不是指针

用decltype推导类型就一定要注意, 以上的例子可能以后些代码就会遇到的问题. 同时可以看出来auto比decltype多做了一层转换, 将数组转换成了指针.

3. decltype与顶层const

在分析顶层const时分析过, auto会忽略掉顶层const, 即

const int cc = 0;
auto a = cc; 	// auto忽略了顶层const, 所以a的其实只是int类型

而**decltype在推导时并不会忽略顶层const**

const int cc = 0;
decltype(cc) dc = 1;	// 必须对dc进行初始化, 因为dc是const int类型

这里也就可以看出来decltype很”老实”, 给我什么类型就返回什么类型, 而auto很”聪明”, 知道做一些转换.

4. decltype与引用

引用也是一样, auto会将引用忽略掉, 而decltype则会保留引用. 即

int j = 0; int &reference_j = j;
decltype(reference_j) dj = j;	// 必须进行初始化, 因为dj是引用类型, 并不是int类型
auto aj = reference_j; aj = 1;	// success, auto会忽略掉引用, aj只是一个int类型

关于引用decltype还没有完, 因为不注意可能在使用decltype就会出问题.

int i = 0;
decltype((i)) j;	// error

我们在decltype中加上了一个(), 导致的结果就不一样了, 这里的 j 必须进行绑定, 因为他是引用.

记住 : decltype((variable)), 有双括号时结果永远都是引用.

5. decltype与表达式求值结果

本来是想将这个放在引用中来讲, 但是还是抽离出来, 不然可能会混淆的.

如果decltype中传入的不是一个表达式, 而是一个表达式求值的结果是一个左值, 则推导出来的类型是引用. 就如 : decltype(i = 0)返回的是引用. (需要解释一下 : 在c中 i=0这样的表达式返回的结果是一个右值, 而在c++中i=0返回的是一个左值. 可以通过(i=j)++进行验证, c中会报错, c++会正常运行.)

int i;
decltype(i = 0) j = i;	// j必须绑定, 因为decltype推导出来的是引用

同样, 指针解引用返回的也是左值, 所以

int a[] = { 
   1, 2};
decltype(*a) b = i;	// decltype推导出来的是引用, 因为*a表达式的结果是一个左值
decltype(&a[0]) ptr;	// decltype推导出的类型是 int **

6. decltype与模板

在模板中, 编译器能自行推导出传入函数的参数类型, 但是无法推导出返回值的类型, 这时我们就可以用decltype来解决这个问题.

template<typename T1, typename T2>
T2 func(T1 t1) { 
    return t1 + t1;}	// error. T2的类型无法推导出来

template<typename T1, typename T2>
auto func(T1 t1) -> decltype(t1+t2)	// success, 返回值的类型可以通过decltype推导出来
{ 
    return t1 + t1;}	

这里auto放在函数前面只是一个返回类型的占位符, 并不是auto来推导返回值类型, 而是decltype在函数返回的时候来推导返回值的类型

在c14中decltype也有所修改, 在返回值后置中做了一些修改, 可以不用后置, 使用可以如下 :

template<typename T1, typename T2>
decltype(auto) func(T1 t1) 	// success, 返回值的类型可以通过decltype推导出来
{ 
    return t1 + t1;}	

总结

本节罗列出了decltype的使用方法以及使用时的注意点, 这里做一个总体的归纳

1. decltype通过表达式推导出来的是表达式的类型 (即decltype(variable) )
2. 表达式求值的结果是左值, 则推导出来的是表达式的类型的引用 (即 decltype(variable = 0))
3. 表达式是引用, 则推导出来的是引用 (即 decltype(reference) )
4. 表达式加了括号的, 则推导出来的是表达式的类型的引用 (即 decltype((variable)) )
5. 表达式是数组的首地址, 则推导出来的是数组类型 (即 decltype(arrary) )

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