Decltype - Decltype

в C ++ язык программирования, decltype это ключевое слово используется для запроса тип из выражение. Представлено в C ++ 11, его основное предназначение - в общее программирование, где часто трудно или даже невозможно выразить типы, зависящие от шаблон параметры.

В качестве общее программирование методы становились все более популярными на протяжении 1990-х годов, была признана необходимость в механизме вывода типа. Многие поставщики компиляторов реализовали свои собственные версии оператора, обычно называемые тип, и были разработаны некоторые переносимые реализации с ограниченной функциональностью, основанные на существующих языковых функциях. В 2002, Бьярне Страуструп предложил добавить стандартизованную версию оператора к языку C ++ и предложил имя «decltype», чтобы отразить, что оператор даст «объявленный тип» выражения.

decltypeсемантика была разработана для обслуживания как разработчиков общих библиотек, так и начинающих программистов. В общем, выведенный тип соответствует типу объекта или функции точно так, как объявлено в исходном коде. Словно размер[1] оператор decltypeОперанд не оценивается.

Мотивация

С введением шаблоны в язык программирования C ++, и появление общее программирование методы, впервые разработанные Стандартная библиотека шаблонов, необходимость механизма получения типа выражение, обычно называемый тип, был признан. В универсальном программировании часто бывает сложно или невозможно выразить типы, которые зависят от параметров шаблона,[2][3] в частности, возвращаемый тип экземпляров шаблона функции.[2]

Многие поставщики предоставляют тип оператор как расширение компилятора.[4] Еще в 1997 году, до того как C ++ был полностью стандартизирован, Брайан Паркер предложил портативное решение, основанное на размер оператор.[4] Его работа была расширена Биллом Гиббонсом, который пришел к выводу, что эта техника имеет несколько ограничений и, как правило, менее эффективна, чем реальная тип механизм.[4] В октябрьской статье 2000 г. Журнал доктора Добба, Андрей Александреску отметил, что «наличие typeof упростит написание и понимание кода шаблона».[5] Он также отметил, что «typeof и sizeof используют один и тот же бэкэнд, потому что sizeof в любом случае должен вычислять тип».[5] Эндрю Кениг и Барбара Э. Му также признали полезность встроенного тип с оговоркой, что «его использование часто приводит к незаметным программным ошибкам, и есть некоторые проблемы, которые он не может решить».[6] Они охарактеризовали использование соглашений о типах, таких как typedefs предоставленный Стандартная библиотека шаблонов, как более мощный и общий прием.[6] Тем не мение, Стив Дьюхерст утверждал, что такие соглашения «дорого обходятся для разработки и распространения», и что было бы «намного проще ... просто извлечь тип выражения».[7] В статье 2011 г. C ++ 0x, Кениг и Му предсказали, что «decltype будет широко использоваться для облегчения написания повседневных программ».[8]

В 2002, Бьярне Страуструп предложил расширить язык C ++ с помощью механизмов запроса типа выражения и инициализации объектов без указания типа.[2] Страуструп заметил, что семантика отбрасывания ссылок, предлагаемая тип оператор, предоставленный GCC и EDG компиляторы могут быть проблематичными.[2] И наоборот, оператор, возвращающий ссылочный тип на основе lvalue -сильность выражения сочли слишком запутанной. Первоначальное предложение комитету по стандартам C ++ описывало комбинацию двух вариантов; оператор вернет ссылочный тип только в том случае, если объявленный тип выражения включает ссылку. Чтобы подчеркнуть, что выведенный тип будет отражать «объявленный тип» выражения, оператор было предложено назвать decltype.[2]

Одна из упомянутых основных причин decltype предложение было умение писать идеально функция пересылки шаблоны.[9] Иногда желательно написать универсальную функцию пересылки, которая возвращает тот же тип, что и обернутая функция, независимо от типа, с которым она создается. Без decltype, как правило, это невозможно.[9] Пример, в котором также используется конечный-возвращаемый-тип:[9]

int& фу(int& я);плавать фу(плавать& ж);шаблон <учебный класс Т> авто transparent_forwarder(Т& т) −> decltype(фу(т)) {  возвращаться фу(т);}

decltype здесь важен, потому что он сохраняет информацию о том, возвращает ли обернутая функция ссылочный тип.[10]

Семантика

Аналогично размер оператор, операнд decltype неоценен.[11] Неформально тип, возвращаемый decltype (e) выводится следующим образом:[2]

  1. Если выражение е относится к переменной в локальной области или области пространства имен, статической переменной-члену или параметру функции, тогда результатом будет эта переменная или параметр объявленный тип
  2. В противном случае, если е является lvalue, decltype (e) является T &, куда Т это тип е; если е xvalue, результат T &&; в противном случае e является prvalue и результат Т.

Эта семантика была разработана для удовлетворения потребностей разработчиков общих библиотек и в то же время является интуитивно понятной для начинающих программистов, поскольку возвращаемый тип decltype всегда соответствует типу объекта или функции точно так, как объявлено в исходном коде.[2] Более формально, Правило 1 применяется к без скобок id-выражениеs и выражения доступа к членам класса.[12][13] Пример:[12]Обратите внимание на добавленные линии для bar (). Ниже тип, выведенный для "bar ()", - это простой int, а не const int, потому что prvalues ​​неклассовых типов всегда имеют cv-неквалифицированные типы, несмотря на статически объявленный другой тип.

const int&& фу();const int бар();int я;структура А { двойной Икс; };const А* а = новый А();decltype(фу()) x1; // тип const int &&decltype(бар()) x2; // тип intdecltype(я) x3; // тип intdecltype(а->Икс) x4; // тип двойнойdecltype((а->Икс)) x5; // тип const double &

Причина различия между двумя последними вызовами decltype заключается в том, что выражение в скобках (а-> х) не является ни id-выражение ни выражение доступа к члену, и поэтому не обозначает именованный объект.[14] Поскольку выражение является lvalue, его выведенный тип - "ссылка на тип выражения" или const double &.[11]

В декабре 2008 года Яакко Ярви выразил озабоченность комитету по поводу невозможности использования decltype сформировать квалифицированный идентификатор,[1] что несовместимо с намерением, что decltype (e) следует рассматривать "как если бы это был typedef-name".[15] Комментируя официальный проект Комитета по C ++ 0x, японский ISO В теле члена отмечалось, что «оператор области видимости (: :) не может быть применен к decltype, но он должен быть. В случае получения типа члена (вложенного типа) из экземпляра было бы полезно следующим образом»:[16]

вектор<int> v;decltype(v)::тип ценности я = 0; // int i = 0;

Этот и аналогичные вопросы, касающиеся формулировки, запрещающей использование decltype в декларации производный класс и в деструктор звонка, обратился Дэвид Вандевурде, и проголосовал за рабочий документ в марте 2010 года.[17][18]

Доступность

decltype включен в стандарт языка C ++, поскольку C ++ 11.[12] Он предоставляется рядом компиляторов в качестве расширения. Microsoft с Visual C ++ 2010 и более поздние компиляторы предоставляют decltype спецификатор типа, который точно имитирует семантику, описанную в предложении комитета по стандартам. Его можно использовать как с удалось и собственный код.[10] В документации указано, что он «полезен в первую очередь разработчикам, которые пишут библиотеки шаблонов».[10] decltype был добавлен в основную ветку GCC Компилятор C ++ в версии 4.3,[19] выпущен 5 марта 2008 г.[20] decltype также присутствует в Codegear с C ++ Builder 2009,[21] в Компилятор Intel C ++,[22] и Лязг.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б Миллер, Уильям М. (29 сентября 2009 г.). «Активные проблемы стандартного базового языка C ++, редакция 66». ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-10-03.
  2. ^ а б c d е ж грамм Грегор, Дуглас; Ярви, Яакко; Зик, Джереми; Страуструп, Бьярн (28 апреля 2003 г.). "Decltype и авто" (PDF). ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2015-08-28.
  3. ^ Калев, Дэнни (2008-05-08). "Убрать беспорядок синтаксиса функции с decltype". DevX.com. Получено 2009-09-04.
  4. ^ а б c Гиббонс, Билл (2001-11-01). «Портативный» тип «Оператор». Журнал доктора Добба. Получено 2009-09-03.
  5. ^ а б Александреску, Андрей (2000-10-01). "Generic : сопоставления между типами и значениями". Журнал доктора Добба. Получено 2009-09-03.
  6. ^ а б Кениг, Эндрю; Барбара Э. Му (2002-02-01). «С ++ стало проще: именование неизвестных типов». Журнал доктора Добба. Получено 2009-09-03.
  7. ^ Дьюхерст, Стив (2001-08-01). «Общие знания: побитовый тип оператора, часть 1». Журнал доктора Добба. Получено 2009-09-03.
  8. ^ Кениг, Эндрю; Барбара Э. Му (19.07.2011). «4 новых полезных функции в C ++ 0x». Журнал доктора Добба. Получено 2012-01-12.
  9. ^ а б c Душ Рейс, Габриэль; Ярви, Яакко; Страуструп, Бьярн (2004-10-12). «Decltype и авто (версия 4)» (PDF). ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-09-04.
  10. ^ а б c "Оператор decltype". Корпорация Майкрософт. Получено 2009-09-04.
  11. ^ а б Душ Рейс, Габриэль; Ярви, Яакко; Страуструп, Бьярн (18 июля 2007 г.). «Decltype (редакция 7): предлагаемая формулировка» (PDF). ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-09-04.
  12. ^ а б c Беккер, Пит. «Рабочий проект стандарта языка программирования C ++» (PDF). ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-09-04.
  13. ^ Миллер, Уильям М. (2009-08-03). «Отчеты о дефектах стандартного основного языка C ++, редакция 65». ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-09-15.
  14. ^ Миллер, Уильям М. (2009-08-03). «Закрытые вопросы по стандартному базовому языку C ++, редакция 65». ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-09-04.
  15. ^ Душ Рейс, Габриэль; Ярви, Яакко; Страуструп, Бьярн (2006-11-05). «Decltype (редакция 6): предлагаемая формулировка» (PDF). ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-10-03.
  16. ^ Миллер, Уильям М. (2009-08-03). «Статус комментария C ++ CD1». ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2009-10-03.
  17. ^ Миллер, Уильям М. (29 марта 2010 г.). «Отчеты о дефектах стандартного основного языка C ++, редакция 69». ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2010-04-10.
  18. ^ Вандевурд, Дэвид (03.02.2010). «Основные проблемы 743 и 950: дополнительное использование decltype (...)» (PDF). ISO / IEC JTC1 / SC22 / WG21 - Комитет по стандартам C ++. Получено 2010-04-10.
  19. ^ «Поддержка C ++ 0x в GCC». Фонд свободного программного обеспечения. 2009-08-27. Получено 2009-09-04.
  20. ^ «Серия выпусков GCC 4.3». Фонд свободного программного обеспечения. 2009-08-13. Получено 2009-09-04.
  21. ^ "Определитель типа decltype (C ++ 0x)". Embarcadero Technologies. Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2009-09-04.
  22. ^ "std, Qstd". Корпорация Intel. Получено 2009-09-04.
  23. ^ Грегор, Дуглас (26 января 2011 г.). «Поддержка новой функции C ++ 0x в Clang». Архивировано из оригинал на 30.01.2011.

внешняя ссылка