在定义函数时使用 decltype 获取函数返回的类型答案

【问题标题】：Use decltype to get the type of function return while the function is being defined在定义函数时使用 decltype 获取函数返回的类型
【发布时间】：2020-11-30 18:34:49
【问题描述】：

我正在尝试制作一个带有数字的“元组生成器”，并且返回具有此数字的元组，同时它的每个元素都递增一个。当然我知道这不是元组的真正应用，但我想尝试它来学习新东西。这是我所拥有的：

template<int N>
auto getTupleN(int start){
    return std::tuple_cat(std::tuple<int>(start), getTupleN<N-1>(start+1));
}

template<>
auto getTupleN<0>(int start){
    return std::make_tuple(start);
}

现在，它运行良好，我可以使用 std::get 访问元组的元素。但是，我无法推断出类型。

我想用箭头符号写一个函数来确保函数返回我希望它返回的内容，并且我很好地掌握了模板的概念。这是我想要的（当然，由于各种原因，它不起作用）：

template<int N>
//    error: ‘getTupleN’ was not declared in this scope
auto getTupleN(int start) -> decltype(std::tuple_cat(std::tuple<int>, getTupleN<N-1>)){
    return std::tuple_cat(std::tuple<int>(start), getTupleN<N-1>(start+1));
}

template<>
//     error: expected initializer before ‘<’ token
auto getTupleN<0>(int start) -> std::tuple<int>{
    return std::make_tuple(start);
}

我认为现在应该可以理解我的问题是什么了 - 我怎样才能重写这个定义以便它使用箭头符号，所以我确定它返回我想要的？

编辑。所以我使用了第一个答案的想法，我得到的错误是：

error: ‘getTupleN’ was not declared in this scope
auto getTupleN(int start) -> decltype(std::tuple_cat(std::tuple<int>(start), getTupleN<N-1>(start+1))){

error: expected initializer before ‘<’ token
auto getTupleN<0>(int start) -> std::tuple<int>{

【问题讨论】：

当它不是“当然”时，请不要说“当然”。最好在问题中包含错误消息
@idclev463035818 好的，我已经编辑了问题
您添加的是对答案的回应，这也许应该是对该答案的评论。我要求包括您的代码错误。您当前有一些没有错误消息的代码和没有相应代码的错误消息。有点混乱
@idclev463035818 错误信息下方显示对应代码
该错误消息下面的行是不完整的代码。

标签： c++ templates variadic-templates variadic-functions

【解决方案1】：

简单地说，你不能这样做。这是鸡和蛋。

[basic.scope.pdecl]

1 名称的声明点紧跟其后完整的声明符（[dcl.decl]）和它的初始化器（如果有的话）之前，除非下面注明。

如果没有尾随返回类型，函数（模板）的声明符是不完整的。就声明而言，在您指定尾随返回类型之前，没有声明 getTupleN 之类的东西（因此您不能使用它来声明返回类型）。即使一般规则下的段落包含例外，也没有例外可以使您的代码格式良好。

【讨论】：

就良好实践而言，如果我需要确定返回类型，是否应该避免使用此类函数？我知道这是一种罕见的情况，但对我来说很奇怪，编译器可以解决某些问题，而我却无法解决。
@KarolSzustakowski - 不，这不是一个坏习惯。对通用函数进行返回类型推导的动机之一是它简化了某些用例，例如您所拥有的用例。它不是灵丹妙药（可能会损害 SFINAE 的友好性，因此您有时可能不想使用它），但如果它符合您的需求，就可以应用。
@KarolSzustakowski：“我需要确定返回类型”。不确定auto f() -> decltype(ret) { return ret; } 比auto f() { return ret; } 更“确定”。

【解决方案2】：

语法应该是：

decltype(std::tuple_cat(std::tuple<int>(start), getTupleN<N-1>(start+1)))

但问题是返回类型取决于自身（以及最终的特化）。

如果你想提供返回类型，你可能需要创建辅助特征：

template <std::size_t I, typename T>
using type_t = T;

template <typename Seq> struct int_tuple_impl;

template <std::size_t ... Is>
struct int_tuple_impl<std::index_sequence<Is...>>
{
    using type = std::tuple<type_t<Is, int>...>;  
};

template <std::size_t N>
using int_tuple = typename int_tuple_impl<std::make_index_sequence<N>>::type;

所以

emplate<int N>
auto getTupleN(int start) -> int_tuple<N + 1>
{
    return std::tuple_cat(std::tuple<int>(start), getTupleN<N-1>(start+1));
}

template<>
auto getTupleN<0>(int start) -> int_tuple<1> // or directly std::tuple<int>
{
    return std::make_tuple(start);
}

【讨论】：

我想过这个，但是使用decltype的时候没有声明getTupleN
fwiw，我想这是 OP 正在努力解决的实际问题 godbolt.org/z/1vq8vc

【解决方案3】：

你不需要指定返回类型：

#include <tuple>
#include <utility>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

template<size_t ... Is>
auto getTupleN(size_t start, std::index_sequence<Is...>) {
    return std::make_tuple((start + Is)...);
}

template<size_t N>
auto getTuple() {
    return getTupleN(N, std::make_index_sequence<N>());
}

int main() {
    auto res = getTuple<3>();
    // prints 3 4 5
    std::cout << std::get<0>(res) << ' ' <<
        std::get<1>(res) << ' ' << std::get<2>(res) << std::endl;
}

【讨论】：