c++ decltype关键字的用法

1. decltype关键字的用途是什么

给定变量的名称或者表达式，decltype返回变量或者表达式的类型。如下所示:

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 int

};

Widget w; // decltype(w) is Widget

if (f(w)) ... // decltype(f(w)) is bool

template<typename T>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&

2.decltype主要应用场景是模板函数

decltype在实际的开发中主要用于模板函数中，函数的返回值依赖于模板参数类型的情况。如下authAndAccess函数的返回值类型依赖于Container的元素类型。

template<typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container& c, Index i) -> decltype(c[i]) {

 authenticateUser();

 return c[i];
}

此处的返回值auto并非类型推导的意思，而是C++ 11中的函数返回类型后置的表达方式，表明函数的返回类型在参数列表之后。函数返回类型后置的优势在于我们可以用函数的参数来指定返回值。

在c++ 14中auto关键字可以独立用于对函数的返回值进行类型推导，而不必采用c++ 11中的返回返回类型后置的声明方式:

template<typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container& c, Index i) {

 authenticateUser();

 return c[i]; // return type deduced from c[i]
}

但上述写法在实际应用针对具体case可能存在问题，比如如果operator[]返回T&，auto的推导机制会返回T，下面的就会编译失败：

std::deque<int> d;

...

authAndAccess(d, 5) = 10; //return d[5], then assign 10 to it; this won't compile!

因为根据auto的推导机制，authAndAccess返回的是右值，所以编译不通过。authAndAccess函数需要声明为如下方式才可以保证该示例编译通过。

template<typename Container, typename Index>
decltype(auto) authAndAccess(Container& c, Index i){

 authenticateUser();

 return c[i];
}

decltype(auto)不仅仅可以用于函数，也可以用于变量，可以完美推导变量的类型。

Widget w;
const Widget& cw = w;
auto myWidget1 = cw; // auto type deduction: myWidget1's type is Widget

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

再回到authAndAccess函数

template<typename Container, typename Index>
decltype(auto) authAndAccess(Container& c, Index i);

注意到Container是一个非const的左值引用，这意味着用户可以修改Container内元素的值，同时也意味不能传递右值引用给它。

另外右值容器一般是一个临时对象，会在函数调用结束后不久被销毁，所以当用户传入一个右值引用的时候，一般我们要把返回元素拷贝它的一个副本。如何能够在不重载authAndAccess函数的情况下使它同时支持左值和右值呢？答案是通用引用。

template<typename Container, typename Index>
decltype(auto) authAndAccess(Container&& c,Index i);

为了保证推导结果的正确性，需要在实现中增加完美转发(std::forward)功能。

template<typename Container, typename Index>
decltype(auto)authAndAccess(Container&& c, Index i){

 authenticateUser();

 return std::forward<Container>(c)[i];
} // c++ 14版本

template<typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container&& c, Index i)
-> decltype(std::forward<Container>(c)[i])
{
 authenticateUser();

 return std::forward<Container>(c)[i];
} // c++ 11版本

3. decltype使用的极端case

decltype(auto) f1() { // decltype(x) is int, so f1 returns int
 int x = 0;
 ...
 return x;
}

decltype(auto) f2() { // decltype((x)) is int&, so f2 returns int&
 int x = 0;
 ...
 return (x);
}

返回了一个局部变量的引用。

4. 需要记住的：

1) decltype总是返回与变量或者表达式完全相同的类型;

2) 对于类型T的非名称的左值表达式，decltype总是返回T&；

以上就是c++ decltype关键字的用法的详细内容，更多关于c++ decltype关键字的资料请关注我们其它相关文章！