浅析decltype关键字

本文主要是介绍浅析decltype关键字，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

浅析decltype关键字

前言

​ 在现代C++编程中，decltype 是一个非常有用的关键字，它允许我们在编译时推导出表达式的类型。这个特性在模板编程和类型推导中尤其重要。今天，我们就来深入探讨 decltype 的基本用法、规则以及它如何提高我们代码的可读性和灵活性。

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1. 基本使用

decltype的语法是:

decltype (expression)

这里的括号是必不可少的，decltype的作用是“查询表达式的类型”，因此，上面语句的效果是，返回 expression 表达式的类型。注意，decltype 仅仅“查询”表达式的类型，并不会对表达式进行“求值”。

1.1 推导出表达式类型

int i = 4;
decltype(i) a; //推导结果为int。a的类型为int。

1.2 与using/typedef合用，用于定义类型。

using size_t = decltype(sizeof(0));//sizeof(a)的返回值为size_t类型
using ptrdiff_t = decltype((int*)0 - (int*)0);
using nullptr_t = decltype(nullptr);
vector<int >vec;
typedef decltype(vec.begin()) vectype;
for (vectype i = vec.begin; i != vec.end(); i++)
{
//...
}

这样和auto一样，也提高了代码的可读性。

1.3 重用匿名类型

在C++中，我们有时候会遇上一些匿名类型，如:

struct 
{int d ;double b;
}anon_s;

而借助decltype，我们可以重新使用这个匿名的结构体：

decltype(anon_s) as ;//定义了一个上面匿名的结构体

1.4 泛型编程中结合auto，用于追踪函数的返回值类型

这也是decltype最大的用途了。

template <typename T>
auto multiply(T x, T y)->decltype(x*y)
{return x*y;
}

2. 判别类型规则

对于decltype(e)而言，其判别结果受以下条件的影响：

• 如果e是一个没有带括号的标记符表达式或者类成员访问表达式，那么的decltype（e）就是e所命名的实体的类型。此外，如果e是一个被重载的函数，则会导致编译错误。
• 否则 ，假设e的类型是T，如果e是一个将亡值，那么decltype（e）为T&&
• 否则，假设e的类型是T，如果e是一个左值，那么decltype（e）为T&
• 否则，假设e的类型是T，则decltype（e）为T

标记符指的是除去关键字、字面量等编译器需要使用的标记之外的程序员自己定义的标记，而单个标记符对应的表达式即为标记符表达式。例如：

int arr[4]

则arr为一个标记符表达式，而arr[3]+0不是。

举例如下：

int i = 4;
int arr[5] = { 0 };
int *ptr = arr;
struct S{ double d; }s ;
void Overloaded(int);
void Overloaded(char);//重载的函数
int && RvalRef();
const bool Func(int);//规则一：推导为其类型
decltype (arr) var1; //int[] 标记符表达式decltype (ptr) var2;//int *  标记符表达式decltype(s.d) var3;//doubel 成员访问表达式//decltype(Overloaded) var4;//重载函数。编译错误。//规则二：将亡值。推导为类型的右值引用。decltype (RvalRef()) var5 = 1;//规则三：左值，推导为类型的引用。decltype ((i))var6 = i;     //int&decltype (true ? i : i) var7 = i; //int&  条件表达式返回左值。decltype (++i) var8 = i; //int&  ++i返回i的左值。decltype(arr[5]) var9 = i;//int&. []操作返回左值decltype(*ptr)var10 = i;//int& *操作返回左值decltype("hello")var11 = "hello"; //const char(&)[9]  字符串字面常量为左值，且为const左值。//规则四：以上都不是，则推导为本类型decltype(1) var12;//const intdecltype(Func(1)) var13=true;//const booldecltype(i++) var14 = i;//int i++返回右值

3. decltype的妙用

<1> 返回类型后置语法

在C++11中，我们可以使用 decltype 结合返回类型后置语法来精确定义函数的返回类型。

template<typename T, typename U>
auto add(T t, U u) -> decltype(t + u) 
{return t + u;
}

这里，decltype(t + u) 会自动推导出 t 和 u 相加的结果类型。

<2> 推导lambda表达式的返回类型

当使用lambda表达式时，decltype 可以帮助我们推导出表达式的返回类型。

auto lambda =  -> decltype(x * y) 
{return x * y;
};

在这个例子中，decltype(x * y) 会推导出 int 和 float 相乘的结果类型。

<3> 结合STL容器使用

在使用标准模板库（STL）容器时，decltype 可以用来推导迭代器类型，使代码更加简洁。

std::vector<int> vec;
auto it = vec.begin();
decltype(vec)::value_type value = *it;

这里，decltype(vec)::value_type 会推导出 vec 中元素的类型。

<4> 处理复杂类型

decltype 在处理复杂类型时非常有用，尤其是当类型难以手动书写时。

std::map<std::string, std::vector<int>> complexMap;
decltype(complexMap.begin()->second) vec; // 推导出 vector<int>

在这个例子中，decltype 能够帮助我们推导出 complexMap 中 second 元素的类型，即 std::vector<int>。

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总结

​ decltype 是 C++11 引入的一个强大的关键字，它提供了一种类型安全的方式来推导变量和表达式的类型。通过上述示例和解释，我们可以看到 decltype 不仅增强了代码的可读性，还提供了更多的编程灵活性。希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用 decltype，从而编写出更高质量的 C++ 代码。

这篇关于浅析decltype关键字的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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