auto&& 从 C++ lambda 返回类型

Question

我有兴趣了解尾随auto&&返回类型的确切含义，特别是与decltype(auto)的区别，后者在这里不起作用，以及未指定的返回类型，后者也不起作用。

在下面的代码中， fn返回参数的x_字段。 当参数是左值时， x_作为左值返回，等等。

在fn_bad[123]的示例中，它似乎返回int ，即使提供了左值参数也是如此。 我明白为什么-> auto会导致这种情况，但我希望-> decltype(auto)返回int& 。 为什么只能-> auto&&工作？

#include <utility>

struct Foo { int x_; };

int main() {
  auto fn_bad1 = [](auto&& foo) -> decltype(auto) { return std::forward<decltype(foo)>(foo).x_; };
  auto fn_bad2 = [](auto&& foo) -> auto           { return std::forward<decltype(foo)>(foo).x_; };
  auto fn_bad3 = [](auto&& foo)                   { return std::forward<decltype(foo)>(foo).x_; };
  auto fn      = [](auto&& foo) -> auto&&         { return std::forward<decltype(foo)>(foo).x_; };
  Foo a{};
  fn(a) = fn(Foo{100}); // doesn't compile with bad1, bad2, bad3
}

Answer 1

但我希望 -> decltype(auto)返回int&

这是decltype的预期行为，

（强调我的）

检查实体的声明类型或表达式的类型和值类别。

1) 如果参数是未加括号的 id-expression 或未加括号的class 成员访问表达式，则 decltype 产生此表达式命名的实体的类型。

因此std::forward<decltype(foo)>(foo).x_上decltype(auto)的结果产生数据成员x_的类型，即int 。

如果您将括号添加为

[](auto&& foo) -> decltype(auto) { return (std::forward<decltype(foo)>(foo).x_); };
//                                        ^                                   ^

然后

2) 如果参数是T类型的任何其他表达式，并且

a) 如果表达式的值类别是 xvalue，则decltype产生T&& ；
b) 如果表达式的值类别是左值，则decltype产生T& ；
c) 如果表达式的值类别是纯右值，则decltype产生T

请注意，如果 object 的名称被括号括起来，它会被视为普通的左值表达式，因此decltype(x)和decltype((x))通常是不同的类型。

然后，正如您所说，当将左值传递给 lambda 时，表达式(std::forward<decltype(foo)>(foo).x_)是左值，则返回类型将为int& ； 当传递一个右值时，表达式是一个 xvalue，然后返回类型将是int&& （这可能会导致悬空引用问题）。

对于第二种情况，根据模板参数推导的正常规则，无论何时传递左值或右值，返回类型始终为int 。

第三种情况与第二种情况相同。

对于第 4 种情况，应用转发引用的特殊规则，则当返回表达式为左值时返回类型为int& ，当返回表达式为右值时返回类型为int&& 。