declval<T>() 是否与 (*(T*)nullptr) 相同？

Question

declval<T>() 是否只是替代 (*(T*)NULL) 的旧技巧以在 decltype 中获取 T 的实例而无需担心 T 的构造函数？

这里是一些示例代码：

struct A {};

struct B {
    A a;
};

typedef decltype((*(B*)nullptr).a) T1;
typedef decltype(declval<B>().a) T2;

cout << "is_same: " << is_same<T1, T2>::value << endl;

打印 1 因为 T1 和 T2 是同一类型。

如果 declval 不仅仅是替代品，有什么区别，它在哪里有用？

Answer 1

declval() 的优点是，如果在评估的上下文中使用它（即 odr-used），则程序格式错误（20.2.4p2），并且需要发出诊断（根据 1.4p1 )。通常，这是通过库中的 static_assert 强制执行的：

c++/4.7/type_traits: In instantiation of '[...] std::declval() [...]':
source.cpp:3:22:   required from here
c++/4.7/type_traits:1776:7: error: static assertion failed: declval() must not be used!

declval 也适用于引用类型：

using S = int &;
using T = decltype(std::declval<S>());
using U = decltype(*(S *)nullptr);  // fails

如果类型不是引用类型，declval 将给出一个右值类型，而nullptr 给出一个左值。

Answer 2

不，declval<T>() 与 (*(T*)nullptr) 不同。并且decltype(expr.bar) 与decltype((expr.bar)) 不同。

前一个比较比较表达式。 decltype 的后一种用法检查表达式，decltype 的前一种用法检查expr.bar 的声明类型。因此，您必须减少对 decltype 操作数的使用，以便对类型进行有用的比较，您会发现它们是不同的。

struct A {};

struct B {
    A a;
};

// E1: B().a 
// E2: declval<A>().a
// E3: (*(B*)0).a
// E4: ((B&&)(*(B*)0)).a

在这 4 个表达式中，所有表达式的类型都是 A。 E1 是一个纯右值（在 C++14 中它是一个 xvalue。即使在 C++11 模式下，一些编译器也可能会将其视为一个 xvalue），E2 是一个 xvalue。 E3 是一个左值，E4 又是一个 xvalue。

// T1: decltype((*(B*)0).a)
// T2: decltype(((*(B*)0).a))

在这两种类型中，第一个 decltype 给出了表达式命名的成员的类型。该成员的类型为A，因此T1 是A。第二个 decltype 产生表达式的类型，如果表达式是左值，则由 & 修改，如果表达式是 xvalue，则由 && 修改。该表达式是一个左值，所以T2 是A&。