decltype與auto關(guān)鍵字一樣,用于進(jìn)行編譯時類型推導(dǎo)。
decltype實際上有點像auto的反函數(shù),auto可以讓你聲明一個變量,而decltype則可以從一個變量或表達(dá)式中得到類型,例如:
int?x?=?3;?? decltype(x)?y?=?x;
有人會問,decltype的實用之處在哪里呢,假如有一個加工產(chǎn)品的函數(shù)模板:
templatevoid?processProduct(const?Creator&?creator)?{?? ????auto?val?=?creator.makeObject();?? ????//?do?somthing?with?val?? }
如果這個函數(shù)模板想把加工的產(chǎn)品作為返回值,該怎么辦呢?我們可以這樣寫:
templateauto?processProduct(const?Creator&?creator)?->?decltype(creator.makeObject())?{?? ????auto?val?=?creator.makeObject();?? ????//?do?somthing?with?val?? ????return?val; }
decltype的歷史
decltype是GCC實現(xiàn)的第一個C++ 11新特性。它實際上起源于一個相當(dāng)古老的GNU擴(kuò)展關(guān)鍵字——__typeof__。這個非標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵字也能夠在C語言中使用,GNU Compiler Collection的專業(yè)用戶可能對它更熟悉一些。2008年,GCC 4.3.x就實現(xiàn)了這個特性,同時去除了__typeof__的一些缺點?,F(xiàn)在,decltype和__decltype兩個關(guān)鍵字在GCC中都適用;前者只能用在C++ 11模式下,后者可以同時應(yīng)用于C++ 11和 C++ 98模式。__typeof__則已經(jīng)停止使用。
下面來看看decltype的基本使用。簡單來說,decltype關(guān)鍵字用于查詢表達(dá)式的類型。不過,這只是其基本用法。當(dāng)這個簡單的表述同C++ 11的其它特性結(jié)合起來之后,一些意想不到的有趣用法就此產(chǎn)生。
decltype的語法是
decltype?(?expression?)
這里的括號是必不可少的。根據(jù)前面的說法,decltype的作用是“查詢表達(dá)式的類型”,因此,上面語句的效果是,返回 expression 表達(dá)式的類型。注意,decltype 僅僅“查詢”表達(dá)式的類型,并不會對表達(dá)式進(jìn)行“求值”。
例子
先看一個基礎(chǔ)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)
傳統(tǒng)的__typeof__有一個頗為詬病的地方,在于不能很好地處理引用類型。而decltype則沒有這個問題,decltype實際上更好地融入了 C++ 11 類型系統(tǒng)。來看一個比較復(fù)雜的例子:
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 能夠很好地處理類型轉(zhuǎn)換這里問題?;蛟S你會對上面代碼中的 (4) 心生疑問。為什么decltype((a->x))會是double&?這是由decltype的推導(dǎo)規(guī)則決定的。
decltype推導(dǎo)三規(guī)則
1.如果e是一個沒有帶括號的標(biāo)記符表達(dá)式或者類成員訪問表達(dá)式(上例中的(2)和(3)),那么的decltype(e)就是e所代表的實體的類型。如果沒有這種類型或者e是一個被重載的函數(shù),則會導(dǎo)致編譯錯誤。
2.如果e是一個函數(shù)調(diào)用或者一個重載操作符調(diào)用,那么decltype(e)就是該函數(shù)的返回類型(上例中的 (1))。
3.如果e不屬于以上所述的情況,則假設(shè)e的類型是T:當(dāng)e是一個左值時,decltype(e)就是T&;否則(e是一個右值),decltype(e)是T。上例中的(4)即屬于這種情況。在這個例子中,e實際是(a->x),由于有這個括號,因此它不屬于前面兩種情況,所以應(yīng)當(dāng)以本條作為判別依據(jù)。而(a->x)是一個左值,因此會返回double &。
通過下面這段代碼可以對三個推導(dǎo)規(guī)則做進(jìn)一步了解:
#include#includeusing?namespace?std; void?Overloaded(int){?}; void?Overloaded(char,char){?};//重載函數(shù) 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; //規(guī)則一:推導(dǎo)為的其類型 decltype(arr)?var1;???????????????//int[5]?標(biāo)記符表達(dá)式 decltype(ptr)?var2;???????????????//int?*??標(biāo)記符表達(dá)式 decltype(s.d)?var3;???????????????//doubel?成員訪問表達(dá)式 //decltype(Overloaded(1))?var4;???//重載函數(shù)。編譯錯誤。 //規(guī)則二:推導(dǎo)為函數(shù)調(diào)用的返回類型 decltype(Func_1(1))?var5?=?true;??//bool,這是因為函數(shù)返回的是一個純右值,對于純右值, ??????????????????????????????????//只有類類型可以攜帶CV限定符,其他一般忽略掉CV限定符。 decltype(Func_2(1))?var6?=?true;??//const?bool?& //規(guī)則三:左值,推導(dǎo)為類型的引用 decltype((i))var7?=?i;????????????//int& decltype(true???i?:?i)?var8?=?i;??//int&??條件表達(dá)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]?字符串字面常量為左值,且為const左值。 //右值,則推導(dǎo)為本類型 decltype(1)?var13=10;?????????????//int decltype(i++)?var14?=?i;??????????//int?i++返回右值??? system("pause"); return?0; }
這里需要說明的是,字符串字面值常量是個左值,且是const左值,而非字符串字面值常量則是個右值。
這么多規(guī)則,對于我們寫代碼的來說難免太難記了,特別是規(guī)則三。我們可以利用C++11標(biāo)準(zhǔn)庫中添加的模板類is_lvalue_reference來判斷表達(dá)式是否為左值:
std::cout?<<?std::is_lvalue_reference::value?<<?std::endl;
結(jié)果1表示為左值,結(jié)果為0為非右值。
同樣的,也有is_rvalue_reference這樣的模板類來判斷decltype推斷結(jié)果是否為右值。