为什么 std::declval 添加引用？答案

【问题标题】：Why does std::declval add a reference?为什么 std::declval 添加引用？
【发布时间】：2014-10-31 16:19:17
【问题描述】：

std::declval 是一个编译时实用程序，用于构造表达式以确定其类型。它是这样定义的：

template< class T >
typename std::add_rvalue_reference<T>::type declval() noexcept;

这不是更简单吗？

template< class T >
T declval() noexcept;

引用返回类型的优势是什么？不应该叫declref吗？

我找到的最早的历史例子是n2958，它调用了函数value()，但已经总是返回一个引用。

请注意，decltype 的操作数不需要具有可访问的析构函数，即它不会在语义上被检查为完整表达式。

template< typename t >
t declprval() noexcept;

class c { ~ c (); };
decltype ( declprval< c >() ) * p = nullptr; // OK

【问题讨论】：

T 是否需要可复制才能使T 成为有效的返回类型？ T && 会避免这种情况。
我认为是为了支持不能按值返回的类型，例如函数类型、数组类型和抽象类。
@user2357112：可移动性就足够了。
@Mehrdad 任何类类型都可以是返回类型，可移动性是不必要的。
@Potatoswatter：我从没说过可移动性是必要的。

标签： c++ c++11 decltype

【解决方案1】：

仅当函数调用本身是 decltype 的操作数或作为 @ 的操作数的逗号运算符的右操作数时，“没有为在 decltype 中返回对象类型的纯右值的函数引入临时函数”规则适用987654324@（§5.2.2 [expr.call]/p11），这意味着在 OP 中给定 declprval，

template< typename t >
t declprval() noexcept;

class c { ~ c (); };

int f(c &&);

decltype(f(declprval<c>())) i;  // error: inaccessible destructor

不编译。更一般地说，返回 T 会阻止 declval 在不完整类型、带有私有析构函数的类型等方面的大多数重要用途：

class D;

int f(D &&);

decltype(f(declprval<D>())) i2;  // doesn't compile. D must be a complete type

这样做并没有什么好处，因为 xvalues 与纯右值几乎没有区别，除非你在它们上使用 decltype，而且你通常不会直接在 declval 的返回值上使用 decltype - 你知道已经输入了。

【讨论】：

啊，我没有意识到 unchecked 析构函数是一个特殊的异常。我的例子完全被误导了。
"没有为在decltype中返回对象类型的prvalue的函数引入临时" 变成 "如果表达式是prvalue不是（可能带括号的）立即调用（C++20 起），临时对象不会从该纯右值具体化。” c++17 起。 en.cppreference.com/w/cpp/language/decltype

【解决方案2】：

数组不能按值返回，因此即使只是声明一个按值返回数组的函数也是无效代码。

但是，您可以通过引用返回一个数组。

【讨论】：

这不是真的，T 不必是可复制或可移动的，它甚至可以是不完整的，见coliru.stacked-crooked.com/a/3f387e9e4e0ce190
@Jamboree：使用typedef int A[4] 将使A f(); 无效代码。
我看不出这和declval有什么关系。
@jrok：当T 是一个数组时，不能使用基于按值返回T 的函数的declval 定义。
我知道。但我不知道你为什么要对数组类型使用 declval（可能只是我缺乏想象力）。

【解决方案3】：

decltype() 的目的是让表达式充当T 类型的有效值，将其作为T 放入期望Ts 的表达式中。问题在于，在 C++ 中，T 类型可能是不可复制的，甚至是不可默认构造的。因此，为此目的使用 T{} 是行不通的。

decltype() 所做的是将右值引用返回到T。右值引用应该对任何类型T 都有效，因此它保证我们从T 的右值引用中得到一个有效的T，并保证我们可以有一个对任何类型T 的右值引用。这就是诀窍。

将decltype() 视为“给我一个T 类型的有效表达式”。当然，它的用途是用于重载解析、类型确定等；因为它的目的是返回一个有效的表达式（在句法意义上），而不是返回一个值。这反映在 std::declval() 根本没有定义，它只是声明的事实。
如果它被定义了，我们又遇到了最初的问题（我们必须为任意类型 T 构造一个值，这是不可能的）。

【讨论】：

1.我不建议使用T{}。 2.decltype返回一个右值或左值引用。