为什么std::declval添加引用？

Question

std::declval是一个编译时实用工具，用于构造表达式以确定其类型。它的定义如下：

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

难道这不是更简单吗？

template< class T >
T declval() noexcept;

引用返回类型的优点是什么？不是应该叫declref吗？

我找到的最早的历史示例是n2958，它调用函数value()，但始终返回引用。

注意，decltype的操作数不需要有一个可访问的析构函数，也就是说，它没有作为一个完整表达式进行语义检查。

template< typename t >
t declprval() noexcept;

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

Answer 1

只有当函数调用本身是decltype的操作数或作为decltype操作数的逗号运算符的右操作数(§5.2.2 expr.call/p11)，这意味着在OP中给定declprval时，才适用“在decltype中为返回对象类型的值的函数引入非临时的”规则。

template< typename t >
t declprval() noexcept;

class c { ~ c (); };

int f(c &&);

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

不编译。更普遍地说，返回T将防止大多数不完全类型的declval的重要使用，使用私有析构函数的类型，等等：

class D;

int f(D &&);

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

这样做没有什么好处，因为xvalue与prvalue几乎没有区别，除非在它们上使用decltype，而且通常不会在declval的返回值上直接使用decltype --您已经知道了类型。

Answer 2

数组不能按值返回，因此，即使是按值返回数组的函数的声明也是无效的代码。

但是，可以通过引用返回数组。

Answer 3

decltype()的目的是让表达式充当T类型的有效值，在期望Ts的表达式中充当T，问题是在C++中，类型T可以是不可复制的，甚至是不可默认的。因此，为此目的使用T{}是行不通的。

decltype()所做的是返回对T的rvalue引用。rvalue引用对于任何类型的T都应该是有效的，因此它保证我们有来自T的rvalue引用的有效T，并且它的保证可以有对任何类型T的rvalue引用。这就是诀窍。

把decltype()想成“给我一个有效的T类型的表达式”。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表达式(在语法意义上)，而不是返回一个值。这反映在std::declval()根本没有定义，它只声明了一个事实。

如果定义了它，我们将再次遇到初始问题(我们必须为任意类型的T构造一个值，这是不可能的)。