在匿名类中返回 *this 时，“自动”返回类型的类型是什么？

Question

在这段代码中：

struct
{
    auto operator[](const char*)
    {
        return *this;
    }

} m_some_class;

这里auto的类型是什么？

Answer 1

这里的auto 是什么类型？

类型为decltype(m_some_class) - 即返回值与变量m_some_class的类型相同。

---

请注意，该函数将返回*this 的副本。

如果需要引用 *this，您可以使用 auto& 或者，从 C++14 开始，更通用的 decltype(auto)。

Answer 2

对于匿名结构类型，编译器在内部创建一个名称，您的情况下的自动返回结构。

您可以在下面看到，您的匿名结构的名称为 __anon_1_1，operator[] 函数返回 __anon_1_1 结构的对象。 m_some_class 是 __anon_1_1 类型的实例

cppinsights网站提供了一种理解方式

你的代码

struct
{
    auto operator[](const char*)
    {
        return *this;
    }

}m_some_class;

编译器版本

struct __anon_1_1
{
  inline __anon_1_1 operator[](const char *)
  {
    return __anon_1_1(*this);
  }
  
  // inline constexpr __anon_1_1() noexcept = default;
  // inline constexpr __anon_1_1(const __anon_1_1 &) noexcept = default;
};

__anon_1_1 m_some_class = __anon_1_1();

Answer 3

给定代码中的行：

return *this;

返回结构体m_some_class本身，即operator[]的类型为：

decltype(m_some_class); // i.e. the type returned is the same as the struct

另外，请注意，这只会返回结构的副本实例，因为传递的参数没有给出任何引用运算符。对结构副本所做的任何更改都不会影响原始结构。

---

auto 关键字是什么？

auto 关键字通常用于程序员不知道某物的类型或输入太长的情况。

此外，auto 定义的类型可能会因各种情况而异。例如：

auto len = vector.size(); // len is now defined as size_t in compile time

在某些系统中，len 的类型可能是 unsigned long，而在我的情况下，它是 unsigned long long，在这里您无法明确定义在这个不确定的地方正确使用哪个限定符。这里我们使用auto关键字。

Answer 4

_{以下所有标准参考均指N4659: March 2017 post-Kona working draft/C++17 DIS。}

---

TLDR：占位符返回类型推导

类是匿名的并不重要，因为返回类型仅从return 语句推导出来。

// Denote the type of the anonymous class as 'T'.

// Return type deduced to 'T'
auto operator[](const char*)
{
    return *this;
}

// Return type deduced to 'T&'
auto& operator[](const char*)
{
    return *this;
}

// Return type deduced to 'T&'
decltype(auto) operator[](const char*)
{
    return *this;
}

详情及相关标准段落如下。

---

占位符返回类型推导：auto（C++11 及更高版本）

来自[expr.unary.op]/1 [摘录，强调我的]：

[expr.unary.op]/1 一元* 运算符执行间接：应用它的表达式应该是指向一个 对象类型，或指向函数类型的指针，结果是 左值引用表达式所指向的对象或函数 点。 [...]

因此，*this 的结果是一个左值，指向调用运算符调用的对象。

来自[dcl.spec.auto]/1 和[dcl.spec.auto]/2 [摘录，强调我的]：

[dcl.spec.auto]/1 auto 和 decltype(auto) type-specifiers 用于指定占位符类型 稍后由初始化程序的推导替换。 [...]

[dcl.spec.auto]/2 占位符类型可以与函数声明符一起出现 [...] 在这样的声明符所在的任何上下文中 有效的。 [...] 如果函数声明的返回类型包含一个 占位符类型，函数的返回类型推导自 未丢弃的return 语句 [...]。

来自[dcl.type.auto.deduct]/2 和[dcl.type.auto.deduct]/4 [摘录，强调我的]：

[dcl.type.auto.deduct]/2 包含占位符类型的类型T，以及对应的初始化器e，确定如下：

• (2.1) 用于未丢​​弃的return 语句，该语句出现在使用包含占位符类型的返回类型声明的函数中， T 是声明的返回类型，e 是返回的操作数 陈述。如果 return 语句没有操作数，那么 e 是 void();
• [...]

[dcl.spec.auto]/4如果占位符是自动类型说明符，则推导的类型T'替换T使用规则确定 用于模板参数推导。 [...]

[ 示例：

const auto &i = expr;

i的类型是调用中参数u的推导类型 f(expr) 以下发明的函数模板：

template <class U> void f(const U& u);

 — 结束示例 ]

因此，成员运算符函数的返回类型

auto operator[](const char*)
{
    return *this;
}

匿名类型，例如T，是以下发明函数模板的调用f(*this) 中参数u 的推导类型：

template <class U> void f(U u);

其中，如上所述，*this 是一个左值，因此推导出返回类型为T；即匿名类的类型。

使用相同的参数，返回成员运算符函数

auto& operator[](const char*)
{
    return *this;
}

匿名类型，比如T，是T&。

根据上面的论点，该类是匿名的并不重要，因为返回类型仅从 return 语句推导出来。

---

占位符返回类型推导：decltype(auto)（C++14 及更高版本）

如果我们将占位符返回类型auto 替换为占位符类型decltype(auto)，则不同的规则将控制如何确定返回类型。

decltype(auto) operator[](const char*)
{
    return *this;
}

来自[dcl.type.auto.deduct]/5 [摘录，强调我的]：

如果占位符是 decltype(auto) 类型说明符，则 T 应该是单独的占位符。为 T 推导的类型按照 [dcl.type.simple] 中的描述确定，就好像 e 是 decltype 的操作数。

并且，从[dcl.type.simple]/4，[dcl.type.simple]/4.3 适用[提取]：

对于表达式e，decltype(e) 表示的类型定义为 如下：

• [...]
• (4.4) 否则，如果e 是左值，则decltype(e) 是T&，其中T 是e 的类型；

如上所述，e（return 语句；*this）是左值，[dcl.type.simple]/4.1、[dcl.type.simple]/4.2 和 [dcl.type.simple]/4.3 均不适用于此处。

因此，使用decltype(auto)占位符类型修改的OP示例中的返回类型为T&。

Answer 5

它是T，其中T是类的未命名类型。

即使没有已知名称，该类型仍然存在，并且可以通过auto 和decltype 等机制“使用”。

不过，您可能想要auto&。