Project RC

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 * Filename:    stdrc.cc
 * Description: 一只腊鸡的技术成长。
 * Author:      Richard Chien
 */

#include <stdrc.hh>

理解 std::declval

创建于
分类:Dev
标签:C++类型模板标准库

这是一篇攒了很久的文章……相关参考链接一直放在收藏夹,今天终于决定写一下……

使用场景

在写 C++ 的时候,往往需要使用 decltype 获得一个类的成员函数的返回类型,像下面这样:

struct A {
    int foo();
};

int main() {
    decltype(A().foo()) foo = 1; // OK
}

由于 decltype 是不会真正执行它括号里的表达式的,所以 A 类的默认构造函数不会被执行,A() 这个临时对象不会被创建。

但有时候,一个类可能没有默认构造函数,这时就无法使用上面的方法,例如:

struct A {
    A() = delete;
    int foo();
};

int main() {
    decltype(A().foo()) foo = 1; // 无法通过编译
}

于是 std::declval 就派上了用场:

#include <utility>

struct A {
    A() = delete;
    int foo();
};

int main() {
    decltype(std::declval<A>().foo()) foo = 1; // OK
}

原理

于是自然想看它是如何实现的,通过阅读 cppreference 和搜索,发现它其实就只是一个模板函数的声明:

template<class T>
typename std::add_rvalue_reference<T>::type declval() noexcept;

因为前面说的 decltype 不会真正执行括号里的表达式,所以 std::declval 函数实际上不会执行,而只是用来推导类型,于是这个函数不需要定义,只需要声明。

为什么返回引用?

接着我有了一个疑惑,为什么 std::declval 要返回 std::add_rvalue_reference<T>::type 而不是直接返回 T 呢?在上面的例子中,如果将 declval 实现成下面这样也是能够工作的:

template<class T>
T declval() noexcept; // 某些场景下可以工作,但其实是有问题的

然后去搜了下,Stack Overflow 上有人跟我有同样的疑惑,看了答案恍然大悟,像 int[10] 这种数组类型是不能直接按值返回的,直接宣判了返回 T 方案的死刑,在更复杂的情况下只会更糟糕,因此还是需要返回一个引用。

为什么使用 std::add_rvalue_reference 而不是 std::add_lvalue_reference

网上还有人问了为什么要用 std::add_rvalue_reference 而不是 std::add_lvalue_reference。这个问题是比较显然的,添加右值引用可以进行引用折叠,最终 TT &&T &&T & 还是 T &,不会改变类型的性质,但如果添加左值引用,T 就会变 T &,性质直接变了,比如声明为 int foo() & 的成员函数,本来不能访问现在可以访问,显然是错误的。

参考资料

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