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，特别是区别于这里不工作的decltype(auto)，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lvalue时，x_返回为lvalue，等等。

在fn_bad[123]的示例中，它似乎返回int，即使提供了lvalue参数。我明白为什么-> auto会导致这种情况，但我希望-> decltype(auto)返回int&。为什么只有-> auto&&才能工作？

#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

但我预计-> decltype(auto)会返回int&

这是decltype的预期行为，

(强调地雷)

检查实体或的声明类型、表达式的类型和值类别。 1)如果参数是非括号的id-表达式或非括号的类成员访问表达式，则解密类型将产生由该表达式命名的实体的类型。

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

如果将括号添加为

[](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，如果表达式的值类别为xvalue，则decltype生成T&&； b)如果表达式的值范畴为lvalue，则decltype生成T&； c)如果表达式的值类别为prvalue，则decltype生成T。 注意，如果对象的名称为括号，则将其视为一个普通的lvalue表达式，因此decltype(x)和decltype((x))通常是不同的类型。

然后，正如您所说的，当将lvalue传递给lambda时，表达式(std::forward<decltype(foo)>(foo).x_)是lvalue，则返回类型为int&；当传递rvalue时，表达式为xvalue，则返回类型为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，每当传递lvalue或rvalue时，返回类型总是int。

第三例与第二例相同。

对于第四种情况，应用了转发参考的特殊规则，当返回表达式为lvalue时，返回类型为int&，当返回表达式为rvalue时，返回类型为int&&。