decltype 类型指示符

内容纲要

C++11 引入了第二种类型说明符 declype,它的作用是选择并返回操作数的数据类型。在此过程中,编译器分析表达式并得到它的类型,却不实际计算表达式的值:

decltype(f()) sum = x;  // sum 的类型就是函数 f 的返回类型

decltype 处理顶层 const 和引用的方式与 auto 有些不同。如果 decltype 使用的表达式是一个变量,则 decltype 返回该变量的类型(包括顶层 const 和引用在内):

const int ci = 0, &cj = ci;
decltype(ci) x = 0; // x 的类型是 const int
decltype(cj) y = x; // y 的类型是 const int&,y 绑定到变量 x
decltype(cj) z; // 错误:z 是一个引用,必须初始化

decltype 和引用

如果 decltype 使用的表达式不是一个变量,则 decltype 返回表达式结果对应的类型。有些表达式将向 decltype 返回一个引用类型,一般来说当这种情况发生时,意味着该表达式的结果对象能作为一条赋值语句的左值:

// decltype 的结果可以是引用类型
int i = 42, * p = &i, &r = i;
decltype(r + 0) b;  // 正确:加法的结果是 int,因此 b 是一个未初始化的 int
decltype(* p) c;    // 错误:c 是 int&,必须初始化

因为 r 是一个引用,因此 decltype(r) 的结果是引用类型。如果想让结果类型是 r 所指的类型,可以把 r 作为表达式的一部分,如 r+0,显然这个表达式的结果将是一个具体值而非一个引用。

decltype() 和 auto 的另一处重要区别是,decltype 的结果类型与表达式形式密切相关。如果 decltype 使用的是一个不加括号的变量,则得到的结果就是该变量的类型;如果给变量加上了一层或多层括号,编译器就会把它当成是一个表达式。变量是一种可以作为赋值语句左值的特殊表达式,所以这样的 decltype 就会得到引用类型:

// decltype 的表达式如果是加上了括号的变量,结果将是引用
decltype((i)) d;    // 错误:d 是 int&,必须初始化
decltype(i) e;  // 正确:e 是一个未初始化的 int

因此,decltype((variable)) 的结果永远是引用,而 decltype(variable) 结果只有当 variable 本身是一个引用时才是引用。

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