C++0x新特性：decltype类型指示符与返回类型后置语法

 

关于decltype关键字

 

decltype是C++0x所引入的用于提取表达式类型的新关键字，其语法形式为：decltype(expression) 。这种语法形式在C++0x草案中被称为decltype类型指示符。

 

根据C++0x最终草案，decltype(e)所提取的类型由以下规则决定：

1. 如果e是一个没有外层括弧的标识符表达式或者类成员访问表达式，那么decltype(e)就是e所命名的实体的类型。
2. 如果e是一个函数调用或者一个重载操作符调用（忽略e的外层括弧），那么decltype(e)就是该函数的返回类型。
3. 否则，假设e的类型是T：若e是一个左值，则decltype(e)就是T&；若e是一个右值，则decltype(e)就是T。

比如，

int a;

int f(void);

decltype(a) x1 = a;   //相当于 int x1 = a;（规则1，e是标识符）

decltype(f()) x2 = a;   //相当于 int x2 = a;（规则2，e是函数调用）

decltype((a)) x3 = a;  //相当于 int& x3 = a;（规则3，e是左值）

decltype(a+1) x4 = a; //相当于 int x4 = a;（规则3，e是右值）

 

注意：decltype(e)中的操作数e仅用于推导类型，编译器不会计算e的值。

 

关于“返回类型后置语法”

 

返回类型后置语法是C++0x所引入的新型函数语法。与传统的C系列函数语法不同，在这一语法中，函数返回类型处于函数声明的末端而不是前端（类似于BASIC或PASCAL）。

其语法形式为：auto 函数名(函数签名) -> 返回类型

 

比如，若使用返回类型后置语法，以下函数声明

void f(int);

就将被改写为：

auto f(int) -> void;

 

C++0x中的lambda表达式也将采用类似的返回类型后置语法，比如：

[](int) -> void{};

 

在后置返回类型（trailing-return-type）这一点上，普通函数与lambda表达式的区别在于：

1. 前导符不同，lambda表达式使用[] 符号，而普通函数则使用auto关键字。
   注：为达成一致性，曾经有提案建议普通函数也应使用[] 符号作为前导符。（出于美学考虑，该提案未被标准委员会采纳）
2. lambda表达式的后置返回类型在某些情况下可省略，而普通函数的后置返回类型在任何情况下都不能省略。
   注：为达成一致性，曾经有提案建议普通函数的后置返回类型在同等情况下也应可省略。（出于复杂性考虑，该提案未被标准委员会采纳）

 

联合使用decltype类型指示符与返回类型后置语法

 

在实现泛型算法的函数模板中，decltype类型指示符与返回类型后置语法常被搭配使用，以达到使用函数的形参自动推导返回值类型的目的。比如： #include <iostream> using namespace std; //C++03 version template<class R, class T, class U> R mul1(T x, U y) { return x*y; } //C++0x version template<class T, class U> auto mul2(T x, U y) -> decltype(x*y) { return x*y; } int main() { cout << mul1<double>(1, 3.0) << endl; cout << mul2(1, 3.0) << endl; return 0; }

试比较上述示例代码所实现的两个泛型乘法函数mul1（C++03版本）和mul2（C++0x版本）：

1. 在C++03版本中，由于缺乏相应的语言设施，mul1函数无从推导返回值的类型，被迫引入了返回值类型R作为模板参数。客户端调用mul1时必须提供返回值类型。
2. 而在C++0x版本中，通过结合使用decltype类型指示符与返回类型后置语法，mul2函数成功地推导出了返回值的类型。客户端调用mul2时也就无需再提供返回值类型。
   这里使用返回类型后置语法的理由是：用于推导返回类型的形参x与y在函数签名中才得以声明，在auto关键字所处的位置上因尚未进入作用域而无法使用。

 

补记

 

只用decltype而不用返回类型后置语法的解决方案： template<class T, class U> decltype(*(T*)0**(U*)0) mul3(T x, U y) { return x*y; } template<class T, class U> decltype(std::declval<T>()*std::declval<U>()) mul4(T x, U y) { return x*y; }