关于decltype获取表达式类型的问题以及decltype和引用

发布于
2015-02-16

int a =3;
decltype(f()) b =a;

书上说编译器分析表达式的值，却不实际计算表达式的值，编译器并不实际调用函数f，而是使用当调用发生时f的返回值类型作为b的类型。那如果代码中没有调用f，decltype是如何获取类型的呢？
比如代码：

#include<iostream>
using namespace std;
int f()
{
    return 1;
}
int main()
{
    int a = 3;
    decltype(f()) b = a;  //这里的decltype是如何获取表达式类型的？
    return 0;
}

2 .

decltype(*p) c;//错误，c是int&，必须被初始化

书上说“如果表达式的内容是解引用操作，则decltype将得到引用类型。解引用指针可以得到指针所指的对象，而且还能给
这个对象赋值。因此，decltype(*p)的结果类型就是int&,而非int”
但是这个解释好像也没说明白为什么“c是int&”，int&声明的c可以被赋值，int声明的c也是可以赋值的啊，为什么非要强调是int&呢？

ps. 参考的书籍是c++primer第五版（中文版）
以上问题在中文版page63，英文版page71附近。
恳求各位给予答疑，非常感谢！

c++c++11

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3 个回答

pezy

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1) 你说为什么编译器是如何获取到类型的，首先你要了解声明的本质是什么？

A declaration is a statement in a program that communicates this
information to the compiler.

摘自 Stanford 语义分析 - Types and Declarations

直白的说，你的 f() 在声明的那一刻，编译器就已经记住了你所声明的类型。你用 decltype 的时候，仅仅是直接用了这个结果而已。

这个问题，超出了 C++ Primer 的范畴，你需要学习编译原理。

2) 显然，你没搞清楚 int 与 int& 的差别。请回到 2.3.1 References 这一节。

A reference defines an alternative name for an object.
A reference must be initialized.

简单说，int& 是引用，引用是什么？别名。别名是什么？另一个名字。你必须先有一个对象，才能有另一个名字。所以，你可以写：

int i;

但是你不可以写:

int& ri; // error!!! a reference must be initialized.

回到你的问题。如果是 int，decltype(*p) c; 不会报错；如果是 int&，会报错。

所以强调。

@王子亭提醒我题主可能是不清楚为何返回的是 int&, 这个可能看过书就比较清楚了，为了更清楚的描述题主的疑问，我将书上这部分代码在此补全：

cppint i = 42, *p = &i, &r = i;
decltype(r + 0) b; // ok
decltype(*p) c; // error: c is int& and must be initialized.

书上的解释：（抱歉，我只有英文版）

As we've seen, when we dereference a pointer, we get the object to which the pointer points. Moreover, we can assign to that object. Thus, the type deduced by decltype(*p) is int&, not plain int.

故，decltype(*p) <==> decltype(&i), 你明白这个即可。

据我所知，如果你只看到此书的这个地方，应该还不了解左值和右值的。所以，尽量不要想太多。

若你非要打破沙锅问到底，如 @王子亭所言，C++ 11 标准(draft N3690)中是规定这个了的：

7.1.6.2/4
The type denoted by decltype(e) is defined as follows:

if e is an unparenthesized id-expression or an unparenthesized class member access (5.2.5), decltype(e) is the type of the entity named by e. If there is no such entity, or if e names a set of overloaded functions, the program is ill-formed;

otherwise, if e is an xvalue, decltype(e) is T&&, where T is the type of e;

otherwise, if e is an lvalue, decltype(e) is T&, where T is the type of e;

otherwise, decltype(e) is the type of e.

The operand of the decltype specifier is an unevaluated operand (Clause 5).

zilj

发布于
2019-06-27

更新于
2019-09-09

新手上路，请多包涵

最近看了这本书，看到这也疑惑了很久。最后理解了（或者说是记住了，之后信服这种解释了）。

如果你手头有书的话，可以看一下书中96页的表3.6，其中第一行有一个对迭代器解引用操作，虽然此处不是指针，但是原理一样。注意对迭代器iter解引用操作

*iter

得到的是iter所指元素的引用，这里相当于是一个强行解释。初学C++的人如果学过C，对这里的解释肯定很奇怪。因为在C中，没有引用这一概念，*iter得到的就是iter所指对象，而不是iter所指对象的引用。
但是在C++中，因为有了引用这一概念，再看书中63页对decltype(*p)的解释，
解引用指针可以得到指针所指的对象，而且还能给这个对象赋值
这是什么？其实就是一个匿名的引用，或者说

*p

本身就是对p所指对象的一个引用，对*p的操作，自然可以理解为对p所指对象的操作。

但是前面的这些，都只是我的一种理解方式。
在c++中，解引用操作得到是引用而非原值。
`int a;
int *p = &a;`
这里*p是a的引用，而非a对象本身。
这种方式对我理解这个概念是有些帮助的，但不一定完全正确。如果你想找关于左值，右值对于decltype的影响的解释，看书的121页下半页，有比较详尽的解释。