decltype 使用

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

功能

• decltype可以将给定的表达式或变量的类型推导出来，包含引用和指针。
• 一般用于复杂表达式作为返回值的类型推导。
• 可以用于补足c++11的auto缺陷.
• 编译阶段的事情，不会任何执行，表达式也不会执行。

类型规则

• 规则一：声明类型，类型包含引用就有引用，没有引用也不会自行添加。
• 规则二：返回值则根据返回值类型确定最终类型。
• 规则三：表达式根据默认和重载得到的最终类型。不建议特别复杂的表达式。

声明类型分析

案例一 int main() { int a = 0; decltype(a) b; b.error(); }

• 最终b是int类型.

案例二 #include <cassert> int main() { const int & a = 0; decltype(a) b = a; assert(&b == &a); }

• 通过执行知道,b和a是一个地址,是引用.
• 而且类型基本类型也一致,所以类型是一致的.

案例三

#include<iostream>
class T { 
         
public:
   T() { 
          std::cout << "s"  << this << std::endl; }
   ~T() { 
          std::cout << "e" << this << std::endl; }
};
int main() { 
         
   const T && a = T();
   decltype(a) b = T();
   return 0;
}
 

• 只进行了两次的构造.

返回值推测

案例一 #include<vector> #include<iostream> template <typename T,typename I> auto show(T&& a, I i) -> decltype(a[i]) { std::cout << "cool" << std::endl; return std::forward<T>(a[i]); } int main() { std::vector<int> s = { 1,2,3,4 }; decltype(show("123", 1)) a = 2; return 0; }

• 这里就是,但是不会执行std::cout,因为并不会执行,在编译阶段确定了类型而已.

案例二 #include<vector> int main() { std::vector<int> s = { 1,2,3,4 }; decltype(s[1]) a; return 0; }

• vector进行索引返回的是引用，引用类型必须初始化，所以报错。

复杂表达式

案例一 int main() { decltype((1+2+3+4)) a = 1; return 0; }

• 结果是int类型.

案例二 int main() { int a = 1; decltype((a)) b = 1; return 0; }

• 对变量进行(var)操作得到的是对应的引用类型,C++11的新特性.
• 所以这里编译报错.

decltype的真正作用

组合后的返回值,复杂表达式。 说明

• std::vector进行[],返回的一般都是&类型,但是bool则例外.
• 那么对于下面的代码,则不严谨.

简单代码 template <typename T,typename I> auto show(T& a, I i) ->decltype(a[i]) { return a[i]; }

• 不好看.

好看点 template <typename T,typename I> auto show(T& a, I i) { return a[i]; }

• C++14才支持,而且有点小问题.
• 提示,auto推导,C++11仅仅支持简单的单个表达式推导,不支持复杂的组合表达式.
• 但是C++14支持,C++14这里正常编译.
• 但是auto不支持引用类型推导.这里是基本类型,是个右值。

支持引用 template <typename T,typename I> decltype(auto) show(T& a, I i) { return a[i]; }

• auto表示类型推导,decltype表示按照decltype的规则进行，即何在一起就是支持引用类型推导。
• 美中不足就是,这里仅仅支持了左值。虽然加一个const就可以支持右值，但是又不是这里讨论的手段，因为无法区分是操作的左值还是右值。
• 操作左值和操作右值的意义是完全不一样的。 支持右值引用 template <typename T,typename I> decltype(auto) show(T&& a, I i) { return a[i]; }
• 支持右值,但是这里的a是左值,非匿名消亡值.
• a[i]返回引用,show执行完就消亡,那么会导致引用悬空.

完善最终版 template <typename T,typename I> decltype(auto) show(T&& a, I i) { return std::forward<T>(a)[i]; }

• 转化为对应类型，调用对应类型的重载。然后左值返回引用，右值返回右值变量。

void show() && { } void show() &{ } 不同修饰调用不同的函数

• 函数名后面可以用修饰变量的修饰符修饰,&&,const,volatile,&,也可以任意组合.
• 这些可以重载,调用会使用最匹配的版本.
• 使用了修饰的就不能定义无修饰的版本. 即show()&就不能定义show()这种.
• 不同修饰的可以根据语义返回不同的对象.这些函数的函数名也不一样.

C++11

• ()
  • 对一个变量加(),得到的是一个引用类型.
• 注意
  • 返回值的时候用这种,可能会带来引用悬空的情况.

总结

• decltype得到的是声明的类型.
• 复杂表达式得到的是最终结果的类型,即运算后结果的声明类型.
• C++14允许decltype(auto)组合完美的推测.C++11可以通过后置的方式达到同样的效果.C++14更加简洁.

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