C++11新特性之二:decltype
decltype與auto關(guān)鍵字一樣,用于進(jìn)行編譯時(shí)類型推導(dǎo)。
decltype實(shí)際上有點(diǎn)像auto的反函數(shù),auto可以讓你聲明一個(gè)變量,而decltype則可以從一個(gè)變量或表達(dá)式中得到類型,例如:
int?x?=?3;?? decltype(x)?y?=?x;
有人會(huì)問,decltype的實(shí)用之處在哪里呢,假如有一個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)的第一個(gè)C++ 11新特性。它實(shí)際上起源于一個(gè)相當(dāng)古老的GNU擴(kuò)展關(guān)鍵字——__typeof__。這個(gè)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(duì)它更熟悉一些。2008年,GCC 4.3.x就實(shí)現(xiàn)了這個(gè)特性,同時(shí)去除了__typeof__的一些缺點(diǎn)。現(xiàn)在,decltype和__decltype兩個(gè)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(shí)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(gè)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(hào)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(huì)對(duì)表達(dá)式進(jìn)行“求值”。
例子
先看一個(gè)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(gè)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(gè)問題,decltype實(shí)際上更好地融入了 C++ 11 類型系統(tǒng)。來看一個(gè)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。或許你會(huì)對(duì)上面代碼中的 (4) 心生疑問。為什么decltype((a->x))會(huì)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(gè)沒有帶括號(hào)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(shí)體的類型。如果沒有這種類型或者e是一個(gè)被重載的函數(shù),則會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。
2.如果e是一個(gè)函數(shù)調(diào)用或者一個(gè)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(gè)左值時(shí),decltype(e)就是T&;否則(e是一個(gè)右值),decltype(e)是T。上例中的(4)即屬于這種情況。在這個(gè)例子中,e實(shí)際是(a->x),由于有這個(gè)括號(hào),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(gè)左值,因此會(huì)返回double &。
通過下面這段代碼可以對(duì)三個(gè)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(cuò)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?yàn)楹瘮?shù)返回的是一個(gè)純右值,對(duì)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(gè)左值,且是const左值,而非字符串字面值常量則是個(gè)右值。
這么多規(guī)則,對(duì)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。





