尾部返回类型中decltype的原因

Question

我在读一篇关于“新”C特性的文章时，遇到了decltype和它的用法。我理解decltype后面的原因，比如后面的返回类型

template <typename lhsT, typename rhsT>
auto add(lhsT& lhs, rhsT& rhs) -> decltype(lhs + rhs) {
    return lhs +rhs;
}

没有它，编译器将无法派生模板函数的返回类型。但是为什么语法是这样的呢？

为什么不使用

template <typename lhsT, typename rhsT>
decltype(lhs + rhs) add(lhsT& lhs, rhsT& rhs) {
    return lhs +rhs;
}

这会让人感觉更“自然”，因为返回类型是在正常情况下声明的，尽管这是两个参数的结果。这是因为它与其他东西冲突，还是因为如果语法是不值得的，它会给编译器带来额外的工作？

Answer 1

编译器很难在引入符号之前引入符号。

template <typename lhsT, typename rhsT>
decltype(lhs + rhs) add(lhsT& lhs, rhsT& rhs) {
  return lhs +rhs;
}

在这里，lhs和rhs在声明之前使用。

这很难做到正确。

template <typename lhsT, typename rhsT>
auto add(lhsT& lhs, rhsT& rhs) -> decltype(lhs + rhs) {
  return lhs +rhs;
}

在这里，它们是在声明后使用的。这很容易弄对。

C，因为C 11已经做出了一个有意识的选择，要注意在现有的C编译器中什么是困难的，什么是容易实现的。这里有许多C 98/03的特性，这些特性很难实现，以至于没有人真正实现，而且在某些情况下是不可能实现的（从.cpp文件发布模板，以及std:：string的一些要求，是我脑子里想不到的两个）。

Answer 2

没有它，编译器将无法派生模板函数的返回类型。

这后来在C 14中得到修复，html" target="_blank">编译器不需要尾随返回类型，因为它可以从返回的表达式中推断返回类型。以下在C 14中运行良好。

template <typename lhsT, typename rhsT>
auto add(const lhsT& lhs, const rhsT& rhs) {
    return lhs + rhs;
}

但是为什么语法是这样的呢？

当从参数推导出返回类型时，使用尾随返回类型很有用，参数总是在返回类型之后声明（不能引用尚未声明的内容）。

此外，从函数和数学表示法使用这种声明的意义上讲，尾随返回类型似乎更自然。我认为C风格声明之外的大多数类型的表示法通常使用尾随返回类型。例如。：

f:X→ Y

在上面的数学表示法中，f是函数名，X是参数，Y是返回值。

仅仅因为粉色的羊群拒绝灰色的羊，并不意味着这是不自然的。

在第二个示例中，编译器不可能根据上述原因推断返回类型，即参数尚未声明。但是，如果使用模板参数和std:：declval，则可以进行推断，例如：

template <typename T, typename U>
decltype(std::declval<T>() + std::declval<U>()) add(const T& lhs, const U& rhs) {
    return lhs + rhs;
}

std:：declval充当类型的惰性实例化，从不求值，例如调用构造函数等。它主要用于推断类型。