C++11返回类型后置语法的使用

心已赠人 2022-06-07 04:25 178阅读 0赞

C++11新标准增加的auto不仅可以自动推断变量类型，还能结合decltype来表示函数的返回值。这些新特性可以让我们写出更简洁、更现代的代码。

在泛型编程中，可能需要通过参数的运算来得到返回值的类型。

我们看一下下面这个例子：

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    
    template <typename R,typename T, typename U>
    R add(T t,U u)
    {
        return t+u;
    }
    
    int main()
    {
        int a=1;
        float b=2.0;
        auto c = add<decltype(a+b)>(a,b);
    }

我们并不关心a+b类型是什么，因为，只需要通过decltype(a+b)直接得到返回值类型即可。但像上面这样使用十分不方便，因为外部其实并不知道参数之间应该如何运算，只有add函数才知道返回值应当如何推导。

那么我们可不可以直接在函数定义上通过decltype拿到返回值呢？比如像这样：

template <typename T, typename U>
    decltype(t+u) add(T t,U u)           //编译错误，t,u未定义
    {
        return t+u;
    }

运行后，编译器会提示错误，告诉我们decltype(t+u)中t和u在此作用域中尚未声明。  
因为t、u在参数列表中，而C++的返回值是前置语法，在返回值定义的时候参数变量还不存在。

对于本例子，可行的写法如下：

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

考虑到T、U可能是没有无参构造函数的类，正确的写法应该是这样：

template <typename T, typename U>
    decltype((*(T*)0)+(*(U*)0)) add(T t,U u)       
    { return t+u; }

虽然成功地使用decltype完成了返回值的推导，但写法过于晦涩，会大大增加decltype在返回值类型推导上的使用难度并降低了代码的可读性。  
因此，在C++11中增加了返回类型后置语法，将decltype和auto结合起来完成返回值类型的推导。  
返回类型后置语法是通过auto和decltype结合起来使用的。上面的add函数，使用新的语法可以写成：

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

为了进一步说明这个语法，再看另一个例子：

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    
    int& foo(int& i);
    float foo(float& f);
    
    template <typename T>
    auto func(T& val) -> decltype(foo(val))
    {
        return foo(val);
    }

在这个例子中，使用decltype结合返回值后置语法很容易推导出了foo(val)可能出现的返回值类型，并将其用到了func上。

返回值类型后置语法，是为了解决函数返回值类型依赖于参数而导致难以确定返回值类型的问题。有了这种语法以后，对返回值类型的推导就可以用清晰的方式描述出来。