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decltype与auto关键字一样,用于进行编译时类型推导。
decltype实际上有点像auto的反函数,auto可以让你声明一个变量,而decltype则可以从一个变量或表达式中得到类型,例如:
int x = 3;
decltype(x) y = x;
有人会问,decltype的实用之处在哪里呢,假如有一个加工产品的函数模板:
template <typename Creator>
void processProduct(const Creator& creator) {
auto val = creator.makeObject();
// do somthing with val
}
如果这个函数模板想把加工的产品作为返回值,该怎么办呢?我们可以这样写:
template <typename Creator>
auto processProduct(const Creator& creator) -> decltype(creator.makeObject()) {
auto val = creator.makeObject();
// do somthing with val
return val;
}
decltype的历史
decltype是GCC实现的第一个C++ 11新特性。它实际上起源于一个相当古老的GNU扩展关键字——__typeof__。这个非标准关键字也能够在C语言中使用,GNU Compiler Collection的专业用户可能对它更熟悉一些。2008年,GCC 4.3.x就实现了这个特性,同时去除了__typeof__的一些缺点。现在,decltype和__decltype两个关键字在GCC中都适用;前者只能用在C++ 11模式下,后者可以同时应用于C++ 11和 C++ 98模式。__typeof__则已经停止使用。
下面来看看decltype的基本使用。简单来说,decltype关键字用于查询表达式的类型。不过,这只是其基本用法。当这个简单的表述同C++ 11的其它特性结合起来之后,一些意想不到的有趣用法就此产生。
decltype的语法是
decltype ( expression )
这里的括号是必不可少的。根据前面的说法,decltype的作用是“查询表达式的类型”,因此,上面语句的效果是,返回 expression 表达式的类型。注意,decltype 仅仅“查询”表达式的类型,并不会对表达式进行“求值”。
例子
先看一个基础的例子:
const int&& foo();
int i;
struct A { double x; };
const A* a = new A();
decltype(foo()) x1; // const int&& (1)
decltype(i) x2; // int (2)
decltype(a->x) x3; // double (3)
decltype((a->x)) x4; // double& (4)
传统的__typeof__有一个颇为诟病的地方,在于不能很好地处理引用类型。而decltype则没有这个问题,decltype实际上更好地融入了 C++ 11 类型系统。来看一个比较复杂的例子:
int i;
float f;
double d;
typedef decltype(i + f) type1; // float
typedef decltype(f + d) type2; // double
typedef decltype(f < d) type3; // bool
上面的例子清楚看出,decltype 能够很好地处理类型转换这里问题。或许你会对上面代码中的 (4) 心生疑问。为什么decltype((a->x))会是double&?这是由decltype的推导规则决定的。
decltype推导三规则
1.如果e是一个没有带括号的标记符表达式或者类成员访问表达式(上例中的(2)和(3)),那么的decltype(e)就是e所代表的实体的类型。如果没有这种类型或者e是一个被重载的函数,则会导致编译错误。
2.如果e是一个函数调用或者一个重载操作符调用,那么decltype(e)就是该函数的返回类型(上例中的 (1))。
3.如果e不属于以上所述的情况,则假设e的类型是T:当e是一个左值时,decltype(e)就是T&;否则(e是一个右值),decltype(e)是T。上例中的(4)即属于这种情况。在这个例子中,e实际是(a->x),由于有这个括号,因此它不属于前面两种情况,所以应当以本条作为判别依据。而(a->x)是一个左值,因此会返回double &。
通过下面这段代码可以对三个推导规则做进一步了解:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void Overloaded(int){ };
void Overloaded(char,char){ };//重载函数
const bool Func_1(int){ return true; };
const bool &Func_2(int){ return true; };
int main()
{
int i = 4;
const int j = 5;
int arr[5] = { 0 };
int *ptr = arr;
struct S{ double d; }s;
//规则一:推导为的其类型
decltype(arr) var1; //int[5] 标记符表达式
decltype(ptr) var2; //int * 标记符表达式
decltype(s.d) var3; //doubel 成员访问表达式
//decltype(Overloaded(1)) var4; //重载函数。编译错误。
//规则二:推导为函数调用的返回类型
decltype(Func_1(1)) var5 = true; //bool,这是因为函数返回的是一个纯右值,对于纯右值,
//只有类类型可以携带CV限定符,其他一般忽略掉CV限定符。
decltype(Func_2(1)) var6 = true; //const bool &
//规则三:左值,推导为类型的引用
decltype((i))var7 = i; //int&
decltype(true ? i : i) var8 = i; //int& 条件表达式返回左值。
decltype(++i) var9 = i; //int& ++i返回i的左值。
decltype(arr[5]) var10 = i; //int& []操作返回左值
decltype(*ptr)var11 = i; //int& *操作返回左值
decltype("hello")var12 = "hello"; //const char(&)[6] 字符串字面常量为左值,且为const左值。
//右值,则推导为本类型
decltype(1) var13=10; //int
decltype(i++) var14 = i; //int i++返回右值
system("pause");
return 0;
}
这里需要说明的是,字符串字面值常量是个左值,且是const左值,而非字符串字面值常量则是个右值。
这么多规则,对于我们写代码的来说难免太难记了,特别是规则三。我们可以利用C++11标准库中添加的模板类is_lvalue_reference来判断表达式是否为左值:
std::cout << std::is_lvalue_reference<decltype(++i)>::value << std::endl;
结果1表示为左值,结果为0为非右值。
同样的,也有is_rvalue_reference这样的模板类来判断decltype推断结果是否为右值。
参考链接:http://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/6537411.html
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