decltype(auto) 和 decltype(returning expr) 作为 return 类型有什么区别？

Question

如果 decltype(auto) 和 decltype(returning expression) 作为 return 类型的函数（模板）有什么区别，如果 expr 在两种情况下都没有括号使用？

auto f() -> decltype(auto) { return expr; } // 1
auto f() -> decltype(expr) { return expr; } // 2

以上 f 在任何上下文中都可以是 defined/declared，并且可以是（成员）函数或（成员）函数模板，甚至是（通用）lambda。 expr 可以依赖于任何模板参数。

在第二个版本中，两个 expr 是完全相同的表达式，没有额外的括号。

在 C++14 及更高版本中使用第一种或第二种形式时，可以预料到哪些差异？

如果到处都使用括号会怎样？

Answer 1

是的，有区别。第一个将根据函数体中的 return 表达式检测 return 类型。

第二个不会把return类型也设置成decltype()里面表达式的类型，还会在上面套用expression sfinae .这意味着如果 decltype 中的表达式无效，编译器将搜索另一个有效的重载。而第一个版本将是一个硬错误。

举个例子：

template<typename T>
auto fun(T a) -> decltype(a.f()) { return a.f(); }

template<typename T>
auto fun(T a) -> decltype(a.g()) { return a.g(); }

struct SomeType {
    int g() { return 0; }
};

fun(SomeType{});

这是 select 正确的重载。现在，如果我们用 decltype(auto) 替换 decltype(expr)，编译器将无法 select 正确的重载，因为函数签名中没有 限制类型应该能够做什么。

Answer 2

decltype(auto)用于

转发return输入通用代码，你不想输入很多重复的东西

template<class Func, class... Args>
decltype(auto) foo(Func f, Args&&... args) 
{ 
    return f(std::forward<Args>(args)...); 
}

延迟类型推导，如您在 this question 中所见，编译器在输出 decltype(auto)

时存在一些问题

正如您在 g++ and clang++

中看到的那样效果不佳

template<int i> struct Int {};
constexpr auto iter(Int<0>) -> Int<0>;

template<int i> constexpr auto iter(Int<i>) -> decltype(iter(Int<i-1>{}));

int main(){
  decltype(iter(Int<10>{})) a;
}

如您所见here:

template<int i> struct Int {};

constexpr auto iter(Int<0>) -> Int<0>;

template<int i>
constexpr auto iter(Int<i>) -> decltype(auto) {
  return iter(Int<i-1>{});
}

int main(){
  decltype(iter(Int<10>{})) a;
}

decltype(expr):

应用 SFINAE 而 decltype(auto) 不应用

Answer 3

又一个例子。在 decltype(auto) 情况下，允许使用 lambda。在 decltype(expr) 情况下，不允许使用 lambda。

那是因为 a) lambda 不允许作为未计算的操作数（例如在 sizeof 或 decltype 中）和 b) decltype 和正文中的类型两个表达式会有所不同，因为它们是两个不同的 lambda 表达式

// ill-formed: lambda within decltype
auto f() -> decltype([]{}) { return []{}; };

// allowed: lambda is not in decltype, and only appears once
auto f() -> decltype(auto) { return []{}; }

decltype(auto) 和 decltype(returning expr) 作为 return 类型有什么区别？

What is difference between decltype(auto) and decltype(returning expr) as return type?

c++

decltype

auto

c++14