什么时候需要在 C++ 中使用 decltype答案

【问题标题】：When do you require to use decltype in C++什么时候需要在 C++ 中使用 decltype
【发布时间】：2017-08-17 19:50:09
【问题描述】：

我正在学习 C++，并在 C++ 入门中找到了以下代码：

int main() {

string s("some string");
for(decltype(s.size()) index = 0; index != s.size() && !isspace(s[index]); ++index)
    s[index] = toupper(s[index]);

cout << s;

}

我理解代码将字符串中的第一个单词大写，输出为

SOME string

我很好奇的是为什么你需要使用decltype(s.size()) 来声明索引的类型。如果我将其更改为int index =0，代码仍然可以正常编译和运行。对我来说使用int 似乎更容易。我想我在这里遗漏了一些导入概念，任何反馈都会非常有帮助。谢谢！

【问题讨论】：

我认为关键是 string::size() 的返回值不太可能是 int，使用 decltype 可以为您提供正确的类型..
有这样一个typedef，称为std::string::size_type
看起来像是一个人为的例子，因为在实践中，人们会简单地使用 std::size_t 作为索引类型，或者通过使用 range-for 循环 for(auto& c: s){ if(isspace(c)) break; c = toupper(c); } 来摆脱索引变量。

标签： c++

【解决方案1】：

您不需要使用decltype(s.size()) 来声明类型，但将其声明为int 不一定是个好主意。或者至少这不是一个好习惯。

decltype(s.size()) 的字面意思是“这种类型应该与std::string 用于存储字符串长度的任何类型相同”。在大多数 C++ 实现中，这是size_t，它可以是无符号的 64 位整数（在大多数情况下）或无符号的 32 位整数。在任何一种情况下，int（已签名并且可能不会是 64 位）都不会代表 std::string 对象的整个可能大小范围，在特殊情况下，它可能大于 2.1亿个字符。在这些情况下，如果您将类型定义为 int，您将面临未定义行为的风险。

请注意，在我的代码中，我通常只写for(size_t index = 0; index < string.size(); index++)，因为这样更简单。但如果你想保证代码在所有平台上都能正常运行，for(decltype(string.size()) index = 0; index < string.size(); index++) 是最安全的代码版本。

【讨论】：

这不是猜测的问题。 std::string::size_type 明确无误地指定。

【解决方案2】：

他们使用decltype(s.size()) 而不是int 的原因是因为使用int 可能会导致溢出，这是未定义的行为。 std::string::size() 返回一个无符号整数类型，可以存储您可以创建的最大大小的字符串。如果int 不能保存该值并且字符串是该大小，那么尝试将int 运行到该值将永远无法工作

在 C++11 之前，您必须使用 std::string::size_type，如果您更改了类型，则必须更改 std::string 部分。现在我们有了 C++11 及更高版本，我们不再需要这样做。编译器知道事物的类型，所以如果我们使用decltype(s.size())，我们就会得到正确的类型，如果我们改变了s，那么for循环中就没有什么需要改变的了。从可维护性的角度来看，这非常好。

【讨论】：

【解决方案3】：

好吧，decltype 更有用的一个地方是：

template<class T1, class T2>
auto mul(T1 a, T2 b) -> decltype(a*b){
  return a*b;
}

此模板将允许您将两个可能是不同类型的东西相乘，并返回将两者相乘的结果的正确类型。一个假设的例子可能是将两个矩阵相乘，从而产生一些中间类型类，将实际计算推迟到很久以后。

【讨论】：

非常感谢您的评论。如您所知，我正在学习 C++，所以我不完全理解这行 'auto mul(T1 a, T2 b) -> decltype(a*b)' 你能指点我参考以便更好地理解吗？
查找称为“尾随返回类型”的内容。这解决了您不能谈论返回类型通常去的a 或b 的问题，因为这些标识符尚未声明。因此，您可以将返回类型声明为auto，其实质上是“在参数列表之后查找返回类型”。此时a 和b 已被声明，现在decltype 可以使用这些标识符来确定结果类型。这是 C++11 的事情。

【解决方案4】：

什么时候需要在 C++ 中使用 decltype

我能想到以下几点。

当您希望编译器从以下位置推断类型时：

另一个对象的类型。
函数的返回类型。

你也可以使用：

auto size = s.size();
for(decltype(size) index = 0; index != size && !isspace(s[index]); ++index)
    s[index] = toupper(s[index]);

【讨论】：

【解决方案5】：

原因是字符串类成员函数s.size()的类型为string::size_type，它是无符号的，可以持有任意长度的字符串。在这段代码中，index 是一个变量，随着循环的运行而增加，它会增加直到它的值等于s.size()-1。字符串的长度可以是任意大小。所以我们不能将int 用于更长的字符串，因为它只能保存特定范围的值。因此，如果字符串的大小较长 index 可以保存该值任何大小，不显示任何错误。

【讨论】：