高效c++之decltype推导

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decltype 简介

decltype 是 C++11 新增的一个关键字,它和 auto 的功能一样,都用来在编译时期进行自动类型推导。

decltype 是“declare type”的缩写,译为“声明类型”。

既然已经有了 auto 关键字,为什么还需要 decltype 关键字呢?因为 auto 并不适用于所有的自动类型推导场景,在某些特殊情况下 auto 用起来非常不方便,甚至压根无法使用,所以 decltype 关键字也被引入到 C++11 中。

auto 和 decltype 关键字都可以自动推导出变量的类型,但它们的用法是有区别的:

auto varname = value;
decltype(exp) varname = value;
​
int a = 0;
decltype(a) b = 1;  //b 被推导成了 int
decltype(10.8) x = 5.5;  //x 被推导成了 double
decltype(x + 100) y;  //y 被推导成了 double

decltype 推导规则

规则1

如果 exp 是一个不被括号( )包围的表达式,或者是一个类成员访问表达式,或者是一个单独的变量,那么 decltype(exp) 的类型就和 exp 一致,这是最普遍最常见的情况

class Student{
public:
    static int total;
    string name;
    int age;
    float scores;
};
int Student::total = 0;
​
int n = 0;
const int &r = n;
Student stu;
decltype(n) a = n;  //n 为 int 类型,a 被推导为 int 类型
decltype(r) b = n;     //r 为 const int& 类型, b 被推导为 const int& 类型
decltype(Student::total) c = 0;  //total 为类 Student 的一个 int 类型的成员变量,c 被推导为 int 类型
decltype(stu.name) url = "http://c.biancheng.net/cplus/";  //total 为类 Student 的一个 string 类型的成员变量, url 被推导为 string 类型

规则2

如果 exp 是函数调用,那么 decltype(exp) 的类型就和函数返回值的类型一致。

//函数声明
int& func_int_r(int, char);  //返回值为 int&
int&& func_int_rr(void);  //返回值为 int&&
int func_int(double);  //返回值为 int
const int& fun_cint_r(int, int, int);  //返回值为 const int&
const int&& func_cint_rr(void);  //返回值为 const int&&
//decltype类型推导
int n = 100;
decltype(func_int_r(100, 'A')) a = n;  //a 的类型为 int&
decltype(func_int_rr()) b = 0;  //b 的类型为 int&&
decltype(func_int(10.5)) c = 0;   //c 的类型为 int
decltype(fun_cint_r(1,2,3))  x = n;    //x 的类型为 const int &
decltype(func_cint_rr()) y = 0;  // y 的类型为 const int&&

需要注意的是,exp 中调用函数时需要带上括号和参数,但这仅仅是形式,并不会真的去执行函数代码。

规则3

如果 exp 是一个左值,或者被括号( )包围,那么 decltype(exp) 的类型就是 exp 的引用;假设 exp 的类型为 T,那么 decltype(exp) 的类型就是 T&。

class Base{
public:
    int x;
};
​
const Base obj;
    //带有括号的表达式
decltype(obj.x) a = 0;  //obj.x 为类的成员访问表达式,符合推导规则一,a 的类型为 int
decltype((obj.x)) b = a;  //obj.x 带有括号,符合推导规则三,b 的类型为 int&。
    //加法表达式
int n = 0, m = 0;
decltype(n + m) c = 0;  //n+m 得到一个右值,符合推导规则一,所以推导结果为 int
decltype(n = n + m) d = c;  //n=n+m 得到一个左值,符号推导规则三,所以推导结果为 int&