Question

如何使用auto / decltype强制模板化类中的函数返回对成员变量的引用？

这是我正在尝试做的一个简单的例子。假设您有一个模板化的类，它将某些内容存储在私有成员变量a_中，如下所示：

#include <iostream>

template <typename T>
class A
{
private:
  T a_;

public:
  A(T a) : a_(a) {}

  // 1. Return const reference to a_
  const T & get() const { return a_; }

  // 2. Return non-const reference to a_
  T & get() { return a_; }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
  A<int> a(3);

  const auto & a1 = a.get(); // 1. Return const reference to a_
  //a1 = 4;  // Shouldn't compile
  std::cout << "Value of a = " << a.get() << std::endl;

  auto & a2 = a.get(); // 2. Return non-const reference to a_
  a2 = 5;
  std::cout << "Value of a = " << a.get() << std::endl;

  return 0;
}

预期/期望的输出是：

Value of a = 3
Value of a = 5

但现在，假设我希望编译器推导出get()中const和非const A<T>函数返回的类型，我想确保两个调用都返回引用到a_。

我最好的猜测是：

template <typename T>
class A
{
private:
  T a_;

public:
  A(T a) : a_(a) {}

  // 1. Return const reference to a_
  const auto get() const -> std::add_lvalue_reference<const decltype(a_)>::type
  {
    return a_;
  }

  // 2. Return non-const reference to a_
  auto get() -> std::add_lvalue_reference<decltype(a_)>::type
  {
    return a_;
  }
};

但无法编译。 GCC给出的第一个错误是：

decltype.cpp:11:29: error: expected type-specifier
decltype.cpp:11:26: error: expected ‘;’ at end of member declaration
decltype.cpp:11:29: error: ‘add_lvalue_reference’ in namespace ‘std’ does not name a type

这样做的动机在于我的精简示例代码，但源于尝试减少模板所使用的参数数量，这些参数中的一个（或多个）仅用于指定编译器应该返回的返回类型（我认为）能够自己演绎。注意：在现实世界中，get()的返回类型不是a_的返回类型，而是某些函数f(a_)的返回类型，我知道它可以被编译器推导出来。因此，在这个例子中我需要auto / decltype。

让我感到困惑的是，编译器可以使用非模板类中几乎相同的代码正确推导出返回类型：

class A
{
private:
  int a_;

public:
  A(int a) : a_(a) {}

  // 1. Return const reference to a_
  const auto get() const -> std::add_lvalue_reference<const decltype(a_)>::type
  {
    return a_;
  }

  // 2. Return non-const reference to a_
  auto get() -> std::add_lvalue_reference<decltype(a_)>::type
  {
    return a_;
  }
};

任何有助于理解我所遗漏的内容的人都将不胜感激。

详细说明：

Centos 6.5
gcc (GCC) 4.7.2 20121015 (Red Hat 4.7.2-5)

Answer 1

提一下，你实际上不必使用std::add_lvalue_reference来获得你想要的行为。这也很有效，在我的书中更具可读性。

template <typename T>
class A {
    private:
        T a_; 

    public:
        A(T a) : a_(a) {}

        const auto get() const -> const decltype(a_) & {
            return a_; 
        }

        auto get() -> decltype(a_) & {
            return a_; 
        }
};

int main() {
    A<int> a(1);
    cout << a.get() << endl;
    a.get() = 2;
    cout << a.get() << endl;
}

Answer 2

在尾部返回类型的一对额外括号中包装a_以获取表达式a_的类型，而不是变量a_的声明类型（{{3} }）：

// 1. Return const reference to a_
auto get() const -> decltype((a_))
{
  return a_;
}

// 2. Return non-const reference to a_
auto get() -> decltype((a_))
{
  return a_;
}

或Live at Coliru：

// 1. Return const reference to a_
auto& get() const
{
  return a_;
}

// 2. Return non-const reference to a_
auto& get()
{
  return a_;
}

使用auto和decltype从模板化类中的函数返回引用

2 个答案: