C++11返回類型后置語(yǔ)法的使用示例

C++11新標(biāo)準(zhǔn)增加的auto不僅可以自動(dòng)推斷變量類型，還能結(jié)合decltype來(lái)表示函數(shù)的返回值。這些新特性可以讓我們寫出更簡(jiǎn)潔、更現(xiàn)代的代碼。

在泛型編程中，可能需要通過(guò)參數(shù)的運(yùn)算來(lái)得到返回值的類型。

我們看一下下面這個(gè)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);
}

我們并不關(guān)心a+b類型是什么，因?yàn)?，只需要通過(guò)decltype(a+b)直接得到返回值類型即可。但像上面這樣使用十分不方便，因?yàn)橥獠科鋵?shí)并不知道參數(shù)之間應(yīng)該如何運(yùn)算，只有add函數(shù)才知道返回值應(yīng)當(dāng)如何推導(dǎo)。

那么我們可不可以直接在函數(shù)定義上通過(guò)decltype拿到返回值呢？比如像這樣：

template <typename T, typename U>
decltype(t+u) add(T t,U u)      //編譯錯(cuò)誤，t,u未定義
{
  return t+u;
}

運(yùn)行后，編譯器會(huì)提示錯(cuò)誤，告訴我們decltype(t+u)中t和u在此作用域中尚未聲明。

因?yàn)閠、u在參數(shù)列表中，而C++的返回值是前置語(yǔ)法，在返回值定義的時(shí)候參數(shù)變量還不存在。

對(duì)于本例子，可行的寫法如下：

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

考慮到T、U可能是沒(méi)有無(wú)參構(gòu)造函數(shù)的類，正確的寫法應(yīng)該是這樣：

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

雖然成功地使用decltype完成了返回值的推導(dǎo)，但寫法過(guò)于晦澀，會(huì)大大增加decltype在返回值類型推導(dǎo)上的使用難度并降低了代碼的可讀性。

因此，在C++11中增加了返回類型后置語(yǔ)法，將decltype和auto結(jié)合起來(lái)完成返回值類型的推導(dǎo)。

返回類型后置語(yǔ)法是通過(guò)auto和decltype結(jié)合起來(lái)使用的。上面的add函數(shù)，使用新的語(yǔ)法可以寫成：

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

為了進(jìn)一步說(shuō)明這個(gè)語(yǔ)法，再看另一個(gè)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);
}

在這個(gè)例子中，使用decltype結(jié)合返回值后置語(yǔ)法很容易推導(dǎo)出了foo(val)可能出現(xiàn)的返回值類型，并將其用到了func上。

返回值類型后置語(yǔ)法，是為了解決函數(shù)返回值類型依賴于參數(shù)而導(dǎo)致難以確定返回值類型的問(wèn)題。有了這種語(yǔ)法以后，對(duì)返回值類型的推導(dǎo)就可以用清晰的方式描述出來(lái)。

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