左值的 decltype 括号语法

Question

我试图更好地理解 decltype 以确定编译时表达式的类型。例如，假设我使用双变量：

#include <iostream>
#include <type_traits>

int main(){
    double a;
    typedef decltype(a) a_type;
    typedef decltype((a)) ref_a_type;
    typedef decltype(a)& o_ref_a_type;

    a_type b;
    ref_a_type c = b;
    o_ref_a_type d = b;

  if (std::is_same<decltype(b), double>::value) std::cout << "b is double\n";
  if (std::is_same<decltype(c), double&>::value) std::cout << "c is double&\n";
  if (std::is_same<decltype(d), double&>::value) std::cout << "d is double&\n";
}

如果我理解正确，这些点应该是正确的：

1. 如果a 是左值，则decltype(a) 返回double&，否则返回double。
2. decltype 推断表达式的类型，除非它应用于变量，在这种情况下，它推断该变量的类型。
3. 如果变量带括号，则变为左值表达式。

因此，decltype((a)) 和 decltype(a)& 在这种情况下是等价的，但并不总是等价的，例如，如果 a 不是变量：

typedef decltype((5)) ref_a_type;
typedef decltype(5)& o_ref_a_type;

那么这两种类型不相等（ref_a_type 是 int 和 o_ref_a_type 是 int&，因为在这种情况下额外的括号是无用的）。有人可以对此给出更好的解释吗？我应该使用第一种还是第二种方式？ IMO 第二种方式似乎比第一种方式更具可读性和可理解性。

Answer 1

就 C++ 标准而言，decltype(e) 的规则非常明确，所以我将复制它们（来自 [dcl.type.simple]）：

对于表达式e，decltype(e)表示的类型定义如下：
(4.1) — 如果e 是无括号的id-expression 或无括号的类成员访问 (5.2.5)，decltype(e) 是e 命名的实体的类型。如果没有这样的实体，或者如果 e 命名了一组重载函数， 程序格式错误；
(4.2) — 否则，如果 e 是一个 xvalue，decltype(e) 是 T&&，其中 T 是 e 的类型；
(4.3) — 否则，如果e 是左值，则decltype(e) 是T&，其中T 是e 的类型；
(4.4) — 否则，decltype(e) 是 e 的类型。

所以按顺序浏览你的例子：

1. decltype(a):a 是一个没有括号的id-expression，所以这只是a:double 的类型。
2. decltype((a))：现在是括号，所以我们跳过第一个项目符号。 a 不是 xvalue，它是 lvalue，所以这是 double&。
3. decltype(a)&：这又是第一个案例，所以是double&。
4. decltype((5))：这既不是 id-expression（括号或其他）、xvalue 或左值 - 它是 prvalue，所以我们转到最后一个项目符号来获取表达式的类型：int。
5. decltype(5)&：与最后一点相同，只是现在您明确添加了&，所以int&。

我应该使用第一种还是第二种方式？

这取决于您实际想要获得的类型。这两种方法意味着不同的东西——你应该使用任何一种方法来解决你想要解决的直接问题。

更一般地说，decltype(expr)&总是由于引用折叠规则而成为左值引用。

decltype((expr)) 可以是非引用纯右值（如decltype((5))）、左值引用（如decltype((a))）或右值引用（如decltype((std::move(a)))）。