C++精要分析decltype的作用及用法

获取表达式的类型

在编写程序的过程中，我们可能会有一种需求，就是希望可以根据一个变量的类型，来定义具有相同类型的变量。例如定义int x = 0;,那么我们是否可以不使用int关键字，仅使用x就定义一个新的整型变量y呢？

答案是可以的，C++11新增的decltype关键字就是干这个用的。上述需求用代码实现如下：

int x = 0;
decltype(x) y = 2; // y的类型为int

decltype是在编译期用来推导表达式类型的。其语法格式为：decltype(expression)。大家可以看到，decltype是可以对一个表达式取类型的，并不仅是单个的变量。所以，把形式再扩展一下：

int x = 0;
decltype(x) y = 2;
decltype(x + y) z = 3; // z的类型为int

到这一步，相信大家已经可以基本掌握其特性，在工作中能运用了。当然，仅知道这些还是不够的，作为C++程序员怎么能停下探索的脚步呢。

推导规则

decltype的推导规则，是面试中最容易挖坑的地方。你要是不信，那就先回答下面这些问题吧：

const int func_one();
decltype(func_one()) a1 = 0; // a1是什么类型？
struct TestData { int x;};
cosnt TestData b_node = TestData();
decltype(b_node.x) b1 = 0; // b1是什么类型？
decltype((b_node.x)) b2 = b1; // b2是什么类型？
int n = 0, m = 0;
decltype(n + m) c1 = 0; // c1是什么类型？
decltype(n += m) c2 = c1; // c2是什么类型？

注释中有五个问题，如果你全都答对而且不是蒙的，那请开班授课吧，我会第一个报名。先公布一下答案，看看自己答对了多少吧。

a1: int
b1: int
b2: const int &
c1: int 
c2: int &

如果这个答案让你觉得有些晕头转向，不要紧，先来看下规则描述吧：

1. 如果expression表达式是标识符、类访问表达式，decltype(exp)和exp的类型一致；
2. 如果expression是函数调用，则decltype(exp)和返回值的类型一致；
3. 其他情况，如果expression是一个左值，则decltype(exp)是exp类型的左值引用，否则和exp类型一致。

现在，将规则理解之后，再看一遍代码和答案，是否找到规律了呢？相信在面试中遇到这样的问题，你已经可以应对自如了。

返回类型后置

在说明decltype的一个高级用法之前，我们先了解C++11的一个新特性，就是函数返回类型后置。与之相对的，就是返回类型前置，这是我们最熟悉的函数声明格式。例如：int foo();

而返回类型后置的示例如下：

auto foo() -> int {
    return 0;
}

在上面的代码中，auto关键字是一个占位符，int是其实际返回类型。初看起来，后置声明与前置声明在功能上是一样的，那它难道是一个多余的设计吗？它当然自有用武之地。

在需要返回比较复杂的类型时，使用后置式声明可以简化代码并使其可读性更好。例如要返回的类型是函数指针，前置式声明就必须先用typedef进行预定义，否则语法不允许。而后置式声明则可以直接实现，无需预定义，如下代码所示。

int exam(bool b) {
    int ret = -1;
    if (b) {
        ret = 0;
    }
    else if (!b) {
        ret = 1;
    }
    return ret;
}
auto foo() -> int(*)(bool) {
    return exam;
}
int main() {
    auto fn = foo();
    cout << fn(true) << endl;
    cout << fn(false) << endl;
}

高级用法

现在正式介绍decltype与函数返回类型后置相结合，在模板编程中的用法，就是用于推导函数模板的返回类型。之所以将此归为高级用法，也是因为模板在C++中虽然功能强大，但属实复杂不易理解。一般是编写基础功能库或是算法库时，使用到模板的特性。

先看一段示例代码：

template<class T1, class T2>
auto sum(T1 t1, T2 t2) -> decltype(t1 + t2) {
    return t1 + t2;
}
int main() {
    auto ret = sum(4.6, 123);
    cout << ret << endl;
}

其精髓之处，就在于可以灵活支持T1与T2不同类型的组合，而不必为每种返回类型都去写一个实现。例如int+int, double+int, string+string等各种组合情况。

但如果是把decltype(t1 + t2)以前置写法替换auto，则会产生编译错误。道理很简单，编译器对t1+t2的参数类型还一无所知，只有在解析到返回值时，才能最终确定函数的返回类型，这就是decltype加上函数返回类型后置在模板编程中的妙用。

到此这篇关于C++精要分析decltype的作用及用法的文章就介绍到这了,更多相关C++ decltype内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！