宣言型

C++ プログラミング言語では、式の型を照会するために使用されるキーワードdecltypeです。C ++11で導入され、その主な用途は、テンプレートパラメータに依存する型を表現することが困難または不可能であることが多いジェネリック プログラミングです。

1990 年代を通じてジェネリック プログラミング技術が普及するにつれて、型推論メカニズムの必要性が認識されました。多くのコンパイラ ベンダーが、通常 と呼ばれる独自のバージョンの演算子を実装しtypeof、既存の言語機能に基づいて機能が制限された移植可能な実装もいくつか開発されました。2002 年、Bjarne Stroustrup は、演算子の標準化されたバージョンを C++ 言語に追加することを提案し、演算子が式の「宣言された型」を生成することを反映して「decltype」という名前を提案しました。

decltypeのセマンティクスは、汎用ライブラリの作成者と初心者プログラマの両方に対応するように設計されています。一般に、推論された型は、ソースコードで宣言されているオブジェクトまたは関数の型と完全に一致します。sizeof^[1]演算子と同様に、decltypeのオペランドは評価されません。

C++プログラミング言語へのテンプレートの導入と、標準テンプレートライブラリによって開拓されたジェネリックプログラミング手法の出現により、一般にと呼ばれる式の型を取得するためのメカニズムの必要性が認識されました。ジェネリックプログラミングでは、テンプレートパラメータに依存する型、特に関数テンプレートのインスタンス化の戻り値の型を表現することが困難または不可能になることがよくあります。 ^{[ 2] [3]}typeof

多くのベンダーは、このtypeof演算子をコンパイラ拡張として提供しています。^[4] C++ が完全に標準化される前の 1997 年に、Brian Parker は、このsizeof演算子に基づく移植可能なソリューションを提案しました。^[4]彼の研究は Bill Gibbons によって拡張され、この手法にはいくつかの制限があり、一般に実際のtypeofメカニズムよりも強力ではないという結論に達しました。^{[4] 2000 年 10 月の}Dr. Dobb's Journalの記事で、Andrei Alexandrescu は、「typeof があれば、テンプレート コードの作成と理解が容易になります」と述べています。^[5]また、「typeof と sizeof は同じバックエンドを共有します。なぜなら、sizeof はいずれにしても型を計算する必要があるためです」と述べています。 ^[5] Andrew Koenigと Barbara E. Moo も組み込みtypeof機能の有用性を認識していましたが、「これを使用すると、微妙なプログラミング エラーが発生することが多く、解決できない問題もあります」という注意点がありました。^{[6]彼らは、}標準テンプレート ライブラリによって提供されるtypedefなどの型規則の使用を、より強力で一般的な手法と特徴付けました。^[6]しかし、スティーブ・デューハーストは、そのような規則は「設計と普及にコストがかかる」と主張し、「式の型を抽出する方がはるかに簡単だ」と主張した。^{[7] 2011年の}C++0xの記事で、ケーニッヒとムーは「decltypeは日常的なプログラムを書きやすくするために広く使用されるだろう」と予測した。^[8]

2002 年、Bjarne Stroustrup は、式の型を照会し、型を指定せずにオブジェクトを初期化するメカニズムを追加して C++ 言語を拡張することを提案しました。^{[2] Stroustrup は、} GCCおよびEDGtypeofコンパイラーが提供する演算子によって提供される参照ドロップ セマンティクスが問題になる可能性があることに気づきました。^{[2]逆に、式の}左辺値性に基づいて参照型を返す演算子は、わかりにくいとみなされました。C++ 標準委員会への最初の提案では、2 つのバリエーションの組み合わせが概説されていました。演算子は、式の宣言された型に参照が含まれている場合にのみ参照型を返します。推定された型が式の「宣言された型」を反映することを強調するために、演算子は という名前にすることが提案されました。^[2]decltype

この提案の主な動機の 1 つは、完全な転送関数decltypeテンプレートを記述できることでした。^[9]インスタンス化される型に関係なく、ラップされた関数と同じ型を返す汎用転送関数を記述することが望ましい場合があります。 がなければ、これを実現することは通常不可能です。^{[9]以下に、}末尾の戻り値型も使用する例を示します。^[9]decltype

int & foo ( int & i ); float foo ( float & f );  
  

テンプレート<クラスT > auto transparent_forwarder ( T & t ) − > decltype ( foo ( t )) { return foo ( t ); }        
   

decltypeラップされた関数が参照型を返すかどうかに関する情報を保持するため、ここでは重要です。^[10]

演算子と同様にsizeof、のオペランドはdecltype評価されないため、のような式はdecltype(i++)変数iの増分をもたらさない。^[11]非公式には、によって返される型はdecltype(e)次のように推論される: ^[2]

1. 式がeローカルまたは名前空間スコープ内の変数、静的メンバー変数、または関数パラメータを参照する場合、結果はその変数またはパラメータの宣言された型になります。
2. それ以外の場合、 がlvalueeである場合はであり、 はe の型です。 e がxvalueである場合、結果は です。それ以外の場合、 e はprvalueであり、結果は です。decltype(e)T&TT&&T
3. 特別なケースとして、 はdecltype(auto)のような型推論を可能にしますautoが、初期化子の値カテゴリは保持されます。より具体的には、 と同等です。decltype(initializer)

これらのセマンティクスは、汎用ライブラリ作成者のニーズを満たすように設計されましたが、同時に初心者プログラマーにとっても直感的です。これは、 の戻り値の型がdecltype常にソースコードで宣言されているオブジェクトまたは関数の型と正確に一致するためです。^[2]より正式には、ルール 1 は括弧で囲まれていないid 式とクラス メンバー アクセス式に適用されます。^{[12] [13]}例: ^[12] bar() の追加行に関する注意。以下では、"bar()" に対して推定される型は、const int ではなく、プレーンな int です。これは、非クラス型の prvalue は、静的に宣言された異なる型にもかかわらず、常に cv 非修飾型を持つためです。

const int && foo (); const int bar (); int i ; struct A { double x ; }; const A * a = new A (); decltype ( foo ()) x1 ; // 型は const int&& decltype ( bar ()) x2 ; // 型は int decltype ( i ) x3 ; // 型は int decltype ( a -> x ) x4 ; // 型は double decltype (( a -> x )) x5 ; // 型は const double&  
  
 
     
     
  
  
  
  
  

の最後の 2 つの呼び出しの違いの理由はdecltype、括弧で囲まれた式(a->x)がID 式でもメンバー アクセス式でもないため、名前付きオブジェクトを表していないためです。^[14]式は左辺値であるため、その推論された型は「式の型への参照」、つまり ですconst double&。^[11] 余分な括弧によって型に参照修飾子が導入されるという事実は、 を完全に理解していないプログラマにとってはエラーの原因となる可能性がありますdecltype。^[15]

2008年12月、Jaakko Järvi氏から、 qualified-id ^[1]decltypeを形成できないことに対する懸念が委員会に提起されましたが、これは「 typedef-nameであるかのように」扱われるべきであるという意図と矛盾しています。^[16] C++0xの正式な委員会草案にコメントしているときに、日本のISOメンバー団体は、「スコープ演算子(::)はdecltypeには適用できませんが、適用する必要があります。次のようにして、インスタンスからメンバー型(ネストされた型)を取得する場合に便利です。^[17]decltype(e)

ベクトル< int > v ; decltype ( v ) :: value_type i = 0 ; // int i = 0; 
    

この問題と、派生クラスdecltypeの宣言やデストラクタ呼び出しでの の使用を禁止する文言に関する同様の問題は、David Vandevoorde によって対処され、2010 年 3 月にワーキング ペーパーに採択されました。^{[18] [19]}

decltypeC++11以降、C++ 言語標準に含まれています。^[12]これは、多くのコンパイラによって拡張機能として提供されています。MicrosoftのVisual C++ 2010以降のコンパイラは、標準委員会の提案で説明されているセマンティクスを厳密に模倣した型指定子を提供しています。decltypeこれは、マネージドコードとネイティブ コードの両方で使用できます。^[10]ドキュメントには、「主にテンプレート ライブラリを作成する開発者に役立つ」と記載されています。 [ ^{10] は 、} 2008 年 3 月 5 日にリリースされたバージョン 4.3 でGCCdecltype C++ コンパイラのメインラインに追加されました。[ ^21]また、CodegearのC++ Builder 2009、^[22] Intel C++ コンパイラ、^[23] Clangにも存在します。^[24] decltype

• Bjarne Stroustrup の C++0x FAQ エントリ decltype