在编译时获取表达式类型答案

【问题标题】：Get type of expression at compile time在编译时获取表达式类型
【发布时间】：2016-09-22 19:13:42
【问题描述】：

在使用auto 关键字进行编程时，有时知道编译器在编译时使用的类型会很方便。编译是否在我需要知道类型的地方中止并不重要。简单例子：

std::vector< int > s{1, 2, 3}; 

for (auto elem : s) {
    elem = 5;
}   

for (auto elem : s) {
    std::cout << elem << std::endl;
}

将打印

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因为 elem 的类型是 int，而不是 int&。最好尝试编译代码并获取elem 的类型以尽早发现此类错误。

【问题讨论】：

不确定你在问什么。您为确保elem 是一个引用而编写的任何代码似乎都比一开始就编写auto&& elem 要长得多。
您可以将std::is_reference 与static_assert 一起使用。但是将它添加到每个循环中不仅仅是确保您使用正确的类型开始。不，没有办法让编译器为你做检查，因为赋值在任何方面都不是无效的。
您的示例看起来像是一个编译器警告的好理由。例如，我的编译器说warning: variable ‘elem’ set but not used。
IIRC, auto 绝不是引用类型。您是否希望编译器从赋值的存在中推断出您打算使用引用并警告您？
expression_name: stackoverflow.com/a/20721887/576911

标签： c++ c++11 c++14

【解决方案1】：

经典的方式是不用定义就声明模板结构：

template <typename> struct Debug;

然后使用它：

template struct Debug<std::string>;

或

for (auto elem : s) {
    Debug<decltype(elem)>{};

    elem = 5;
}

消息错误看起来像

error: explicit instantiation of 'struct Debug<std::__cxx11::basic_string<char> >' before definition of template
 template struct Debug<std::string>;
                 ^~~~~~~~~~~~~~~~~~

error: invalid use of incomplete type 'struct Debug<int>'
         Debug<decltype(e)>{};

Demo

顺便说一句，现在一些 IDE 会在鼠标悬停在 auto 或变量上时显示类型。

【讨论】：

太棒了！我更喜欢这个——不幸的是，我的 Google-foo 找不到这种类型的解决方案:(

【解决方案2】：

其实我刚刚找到了我自己问题的答案：

template<typename T>
void show_type_abort_helper()
{
    return __PRETTY_FUNCTION__;
}

#define show_type_abort(x) show_type_abort_helper< decltype(x) >()

用法：

std::vector< int > s{1, 2, 3};

for (auto elem : s) {
    show_type_abort(elem);
    elem = 5;
}

使用g++（版本 6.1.1）生成以下错误消息：

$ g++ test.cpp
test.cpp: In instantiation of ‘void show_type_abort_helper() [with T = int]’:
                                                                       ^^^
test.cpp:17:9:   required from here
test.cpp:7:12: error: return-statement with a value, in function returning 'void' [-fpermissive]
    return __PRETTY_FUNCTION__;

检查T = int 的输出以查看编译器使用int 作为类型。这似乎也适用于 clang：

$ clang++-3.8 -std=c++11 test.cpp
test.cpp:7:5: error: void function 'show_type_abort_helper' should not return a value [-Wreturn-type]
    return __PRETTY_FUNCTION__;
    ^      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
test.cpp:17:9: note: in instantiation of function template specialization 'show_type_abort_helper<int>' requested here
                                                                                                  ^^^
        show_type_abort(elem);

改成for (const auto& elem : s)给了

with T = const int&
         ^^^^^^^^^^

或

show_type_abort_helper<const int &>
                       ^^^^^^^^^^^

所以看来我可以在编译时找出类型并中止。这对于一个由几个 typedef 和模板参数组成的非常复杂的类型非常有用，我只是看不到发生了什么。

【讨论】：