decltype(auto) 有哪些用途？

Question

在 c++14 中引入了

decltype(auto)

习惯用法。

通常它的用途是允许

auto

声明在给定表达式

上使用

decltype规则。

搜索该习语的“良好”用法的示例，我只能想到以下内容（由Scott Meyers），即函数的返回类型推导：

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

这个新语言功能还有其他有用的例子吗？

Answer 1

通用代码中的返回类型转发

对于非通用代码，就像您给出的初始示例一样，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; 
}

但是在通用代码中，您希望能够完美地转发返回类型，而不知道您正在处理的是引用还是值。

decltype(auto)

给你这种能力：

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

延迟递归模板中的返回类型推导

前几天这个问答，当模板的返回类型指定为

decltype(iter(Int<i-1>{}))

而不是

decltype(auto)

时，模板实例化时遇到了无限递归。

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)

此处用于在模板实例化尘埃落定之后延迟返回类型推导。

其他用途

您还可以在其他情况下使用

decltype(auto)

，例如标准草案N3936还指出

7.1.6.4 自动说明符 [dcl.spec.auto]

1

auto

和

decltype(auto)

类型说明符指定占位符 稍后将被替换的类型，或者通过从 初始化程序或通过带有尾随返回类型的显式指定。

auto

类型说明符也用于表示 lambda 是一个 通用 lambda。

2 占位符类型可以与函数声明符一起出现在decl-specifier-seq、type-specifier-seq、 conversion-function-id 或 Trailing-return-type，在此类声明符有效的任何上下文中。如果函数 声明符包括一个尾随返回类型（8.3.5），它指定函数的声明返回类型。 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 语句推导出来（如果有的话）。

草案还包含变量初始化的示例：

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)

Answer 2

引用

这里的内容：

• decltype(auto)

  主要用于

  推导转发函数和类似包装器的返回类型，您希望类型准确地“跟踪”您正在调用的某些表达式。

• 例如，给出以下函数：

---

   string  lookup1();
   string& lookup2();

---

在 C++11 中，我们可以编写以下包装函数，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，我们可以自动化：

---

   decltype(auto) look_up_a_string_1() { return lookup1(); }
   decltype(auto) look_up_a_string_2() { return lookup2(); }

---

• 但是，

  decltype(auto)

   并不打算成为除此之外广泛使用的功能。 

• 特别是，虽然它可以用于

  声明局部变量，但这样做可能只是一种反模式，因为局部变量的引用性不应该依赖于初始化表达式。

• 此外，它对你如何编写 return 语句也很敏感。

• 例如，下面的两个函数具有不同的返回类型：

---

   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

提案您可以看到更多预期用途。