decltype(auto)的一些用途是什么?

What are some uses of decltype(auto)?

本文关键字：是什么 auto decltype      更新时间：2023-10-16

在c++14中引入了decltype(auto)习语。

通常用于允许auto声明在给定表达式上使用decltype规则。

搜索"好"使用习惯用法的例子，我只能想到如下(Scott Meyers)，即对于，函数的返回类型演绎:

template<typename ContainerType, typename IndexType>                // C++14
decltype(auto) grab(ContainerType&& container, IndexType&& index)
{
  authenticateUser();
  return std::forward<ContainerType>(container)[std::forward<IndexType>(index)];
}

还有其他的例子说明这个新的语言特性是有用的吗?

泛型代码中的返回类型转发

对于非泛型代码，如您给出的初始示例，您可以手动选择获取引用作为返回类型:

auto const& Example(int const& i) 
{ 
    return i; 
}

但是在泛型代码中，您希望能够完美地转发返回类型，而不知道您是在处理引用还是值。decltype(auto)赋予你这种能力:

template<class Fun, class... Args>
decltype(auto) Example(Fun fun, Args&&... args) 
{ 
    return fun(std::forward<Args>(args)...); 
}

延迟递归模板的返回类型扣除

在几天前的这个Q&A中，当模板的返回类型被指定为decltype(iter(Int<i-1>{}))而不是decltype(auto)时，在模板实例化期间遇到了无限递归。

template<int i> 
struct Int {};
constexpr auto iter(Int<0>) -> Int<0>;
template<int i>
constexpr auto iter(Int<i>) -> decltype(auto) 
{ return iter(Int<i-1>{}); }
int main() { decltype(iter(Int<10>{})) a; }

decltype(auto)在这里用于延迟模板实例化尘埃落定后的返回类型演绎。

其他用途

您也可以在其他上下文中使用decltype(auto)，例如，标准草案N3936也规定

7.1.6.4汽车说明符(dcl.spec.auto)

1 auto和decltype(auto)类型说明符指定一个占位符类型，稍后将通过从初始化式或通过带有尾随返回类型的显式规范。auto类型说明符还用于表示lambda是a通用的λ。

占位符类型可以在decl- specific -seq、type- specific -seq、convert -function-id，或尾随返回类型，在任何这样的声明符有效的上下文中。如果函数声明器包含一个尾随返回类型(8.3.5)，它指定了函数声明的返回类型。如果函数声明的返回类型包含占位符类型，则函数的返回类型为从函数体中的return语句推导而来，如果有的话。

草案还包含了这个变量初始化的例子:

int i;
int&& f();
auto x3a = i;                  // decltype(x3a) is int
decltype(auto) x3d = i;        // decltype(x3d) is int
auto x4a = (i);                // decltype(x4a) is int
decltype(auto) x4d = (i);      // decltype(x4d) is int&
auto x5a = f();                // decltype(x5a) is int
decltype(auto) x5d = f();      // decltype(x5d) is int&&
auto x6a = { 1, 2 };           // decltype(x6a) is std::initializer_list<int>
decltype(auto) x6d = { 1, 2 }; // error, { 1, 2 } is not an expression
auto *x7a = &i;                // decltype(x7a) is int*
decltype(auto)*x7d = &i;       // error, declared type is not plain decltype(auto)

引用这里的内容:

  • decltype(auto)主要用于推断转发函数的返回类型和类似的包装器，其中您希望该类型准确地"跟踪"您正在调用的某些表达式。

  • 例如，给定如下函数:

   string  lookup1();
   string& lookup2();
    在c++ 11中，我们可以编写以下包装器函数，这些函数记住保留返回类型的引用性:
   string  look_up_a_string_1() { return lookup1(); }
   string& look_up_a_string_2() { return lookup2(); }
    在c++ 14中，我们可以自动执行:
   decltype(auto) look_up_a_string_1() { return lookup1(); }
   decltype(auto) look_up_a_string_2() { return lookup2(); }

  • 然而，decltype(auto)并不打算成为一个广泛使用的功能。

    • 特别是

  • ，尽管它可以用于声明局部变量，但这样做可能只是一个反模式，因为局部变量的引用不应该依赖于初始化表达式。

  • 此外，它对您如何编写返回语句很敏感。

  • 例如，下面两个函数有不同的返回类型:

   decltype(auto) look_up_a_string_1() { auto str = lookup1(); return str; }
   decltype(auto) look_up_a_string_2() { auto str = lookup2(); return(str); }
  • 第一个返回string，第二个返回string&，这是对局部变量str的引用。

从提案中你可以看到更多的预期用途

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