C ++ 11尾随返回类型与DECLTTYPE不正常工作

Question

为什么这会“按预期”工作？ 我的理解是这不应该起作用：

template <class T, class U>
auto x(T a, U b) -> decltype(a<b ? a:b) {
    return a > b ? a : b;
}


int main() {
    cout << x<long, double>(1, 2.01) << endl;
    cout << x<long, double>(5, 2.01) << endl;

}

我尝试了其他一些组合，例如：

template <class T, class U>
auto x(T a, U b) -> decltype(a<b ? a:a) {
    return a > b ? a : b;
}

这样它不会编译错误实际上第二个组合失败了

compile time error:  Error C2440 'return': cannot convert from 'U' to 'T &' 

这是预期的。我的理解是第一个函数也应该失败并出现同样的错误，但它工作正常。

Answer 1

?: 运算符的条件是什么并不重要。结果类型被计算为第二个和第三个操作数的通用类型。以下是?: 运算符的通用类型 和值类别如何计算的部分内容，详情请参阅cppreference.com：

如果第二个和第三个操作数是相同类型的左值，则结果类型将是该类型的左值。

如果类型是不相关的左值，则有一些更复杂的规则来确定通用类型，但结果将是纯右值，而不是左值。特别是如果这两种类型是算术类型，例如double 和long，则应用usual arithmetic conversions 以获得公共类型。在long 和double 的情况下，常见的类型是double。这是相同类型的计算，如果你例如尝试使用+ 添加两种不同的算术类型，因此命名为通常的算术转换。

因此，如果a 和b 具有相同的类型，则decltype(a<b ? a:b) 将是引用类型，否则将不是引用类型。

这就是函数编译的原因。通用类型总是使得两种输入类型都可以转换为它。这也是为什么函数在类型相等时具有未定义行为的原因，因为 decltype 提供了一个引用，因此您将返回对函数参数之一的引用。

decltype(a<b ? a:a) 不适用于不同的类型，因为如上所述，a 和a 的公共类型是a 类型的引用。如果b 具有不同的不相关类型，则a > b ? a : b 的结果将是无法绑定到左值引用的纯右值。

Answer 2

你可能认为

template <class T, class U>
auto x(T a, U b) -> decltype(a < b ? a : b) {
    return a > b ? a : b;
}

std::cout << x<long, double>(1, 2.01) << std::endl;
std::cout << x<long, double>(5, 2.01) << std::endl;

不会编译，因为尾随返回类型decltype(a < b ? a : b)，即内部表达式a < b ? a : b 与返回表达式a > b ? a : b 不同，但这是完全合法的，因为返回类型变为-> 之后出现的任何类型.

现在，为什么下面的代码没有编译成功？

template <class T, class U>
auto x(T a, U b) -> decltype(a < b ? a : a) {
    return a > b ? a : b;
}

std::cout << x<long, double>(1, 2.01) << std::endl;
std::cout << x<long, double>(5, 2.01) << std::endl;

这是因为你需要从尾随返回类型中删除引用，像这样：

#include <type_traits>

template <class T, class U>
auto x(T a, U b) -> typename std::remove_reference<decltype(a < b ? a : a)>::type {
    return (a > b ? a : b);
}

现在它编译成功了。检查here

第二个示例没有std::remove_reference 无法编译的原因是因为属于三元运算符的两种类型都是glvalues 和here 据说：

4) 如果 E2 和 E3 是相同类型和相同值的泛左值 类别，则结果具有相同的类型和值类别

所以a < b ? a : a 的结果是glvalue。这就是为什么您需要删除引用。 a < b ? a : b 的结果是 prvalue，因此您不需要删除引用。