[C++11] decltype, std::declval
decltype은 C++ 언어 키워드이고 std::declval은 function template이다.
decltype은 **'declared type'**의 약자로 볼 수 있다. 인자로 주어진 개체(entity)나 표현식(expression)의 타입(type)을 compile-time에 알려준다. 기본적으로 다음과 같이 사용 가능하다:
using std::is_same;
int i = 1024;
decltype(i) j = i * i;
static_assert(is_same<int, decltype(i)>::value, "");
using i_t = decltype(i);
static_assert(is_same<int, i_t>::value, "");
i_t k = j * j;
// with CLion 1.1 on OS X El Capitan
std::cout << "i: " << i << std::endl; // 1024
std::cout << "j: " << j << std::endl; // 1048576
std::cout << "k: " << k << std::endl; // 0 <== THINK: how to detect something like this?
static_assert(is_same<int, decltype(1 + 1)>::value, "");
decltype 사용에 있어서 유의해야 할 점
인자가 무엇이냐에 따라서 생성되는 타입이 달라진다.
기본적으로 이름이 있는 변수등에 대해서는 먼저 보인 예제 코드에서와 같이 그 변수의 원래 타입을 리턴해준다.
이름이 없는 표현식에 대해서는 lvalue일 경우 원래 타입에 &를 붙인 레퍼런스 타입이 리턴되고 (p)rvalue일 경우 원래 타입을 돌려 준다.
다음은 이름이 없는 lvalue의 예인 문자열 리터럴을 가지고 decltype을 테스트한 예제 코드이다. 문자열 "abc"의 타입은 char const [4]이다라는 것에 주의할 것.
// string literal is a lvalue.
// "abc"'s type is char const [4].
char const str[4] = "abc";
char const (* pStr) [4] = &"abc"; // can get the address of the string.
char const * pStr1 = "abc"; // array to pointer decay
char const * pStr2 = str; // array to pointer decay
//char const (* pStr3) [4] = str; // this is a compile error
char const (* pStr4) [4] = &str; // but this works OK.
static_assert(std::is_same<char const (&) [4], decltype("abc")>::value, "");
자세한 사항은 다음 URL을 참조하도록 할 것:
decltype(x)와 decltype((x))의 결과 타입이 다를 수 있다.
decltype내부에 괄호 사용여부에 따라 표현식의 성질이 바뀐다. ()를 사용하여 이름이 있는 변수를 감싸면 일종의 이름이 없는 표현식으로 바꾼 효과를 내서 결과적으로 다른 타입을 리턴할 수 있다. 예를 들어 이름이 있는 lvalue 변수 x를 (x)와 같이 표현하면 이름이 없는 lvalue 표현식으로 취급되어 레퍼런스 타입을 리턴한다는 것이다.
int x = 100;
static_assert(std::is_same<int, decltype(x)>::value, ""); // decltype(x)
static_assert(std::is_same<int &, decltype((x))>::value, ""); // decltype((x))
decltype에 전달된 표현식내 중첩된 서브표현식에 포함된 객체는 complete type이어야 한다.
sizeof 키워드와 같이 decltype에 전달되는 표현은 evaluation이 되는 것이 아니기 때문에 완전한 정의가 필요하지 않다. 하지만 서브표현식에 나타나는 객체에 대해서는 예외라는 것이다. 함수의 리턴 타입도 이에 해당한다.
// declaration only
int f(int);
int g();
// with definition
int h() { return 0; }
struct CompleteType { };
struct IncompleteType;
// declaration only
template <typename T>
int doSomething(T const& t);
CompleteType returnCompleteType();
IncompleteType returnIncompleteType();
// ...
using std::is_same;
// it's ok.
static_assert(is_same<int, decltype(f(0))>::value, "");
static_assert(is_same<int, decltype(g())>::value, "");
static_assert(is_same<int, decltype(h())>::value, "");
// it's also ok.
static_assert(is_same<int, decltype(f(g()))>::value, "");
static_assert(is_same<int, decltype(f(h()))>::value, "");
// it's ok.
static_assert(is_same<int, decltype(doSomething(CompleteType()))>::value, "");
// but it's not ok. it's compile-time errors.
//decltype(doSomething(IncompleteType())) it;
//static_assert(is_same<int, decltype(doSomething(IncompleteType()))>::value, "");
// it's ok
static_assert(is_same<int, decltype(doSomething(returnCompleteType()))>::value, "");
// but it's not ok. it's compile-time errors.
//static_assert(is_same<int, decltype(doSomething(returnIncompleteType()))>::value, "");
declval은 선언만 있고 정의가 없다. public 기본 생성자가 없어 객체를 직접 생성할 수 없는 상황에서 특정 멤버함수의 리턴 타입을 얻어내는 데 사용한다고 한다:
위 레퍼런스에서 제공되는 코드보다 약간 복잡한 사용예는 다음과 같다:
struct Default
{
int foo() const { return 1; }
};
struct NonDefault
{
NonDefault(NonDefault const&) { }
long foo() const { return 1; }
};
template <typename T>
using ReturnTypeOfFoo = decltype(std::declval<T>().foo());
// ...
using std::is_same;
// it's ok.
static_assert(is_same<int, decltype(Default().foo())>::value, "");
static_assert(is_same<int, ReturnTypeOfFoo<Default>>::value, "");
static_assert(is_same<long, ReturnTypeOfFoo<NonDefault>>::value, "");
// but it's not ok. a compile error.
//static_assert(is_same<long, decltype(NonDefault().foo())>::value, "");
Last modified: 03 January 2024