我什么时候想使用 auto&& 而不是 decltype(auto) 或 ->decltype(return-expr) 作为函数定义的返回类型？

Question

采用三个返回纯右值、左值、x值的函数：

int   f();
int&  f(int);
int&& f(int, int);

并通过返回的函数调用它们

decltype(auto)

decltype(auto) returnsDecltypeOf(auto... x) {
    return f(x...);
}

这似乎按照人们期望的方式工作：

static_assert(std::is_same_v<decltype(returnsDecltypeOf()),    int>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(returnsDecltypeOf(1)),   int&>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(returnsDecltypeOf(1,1)), int&&>);

但是如果我将

decltype(auto)

更改为

auto&&

,

auto&& returnsAutoRefRef(auto... x) {
    return f(x...);
}

事情发生了变化：

static_assert(std::is_same_v<decltype(returnsAutoRefRef()),    int&&>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(returnsAutoRefRef(1)),   int&>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(returnsAutoRefRef(1,1)), int&&>);

我看到了明显的区别，

returnsAutoRefRef

总是返回一个引用，所以它可能会做错误的事情，例如在

f()

的情况下，它将通过

auto&&

返回值返回纯右值表达式，这将是一个悬空

int&&

。

因此，看起来

decltype(auto)

（或者，如果我们计划利用 SFINAE，甚至更好

-> decltype(return-expr)

）确实是将

return

表达式完美转发回调用者的方法。

所以我的问题是，我什么时候想回来

auto&&

？为什么我不能做

decltype(auto)

？

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据我对 C++ 的理解，前导返回类型

decltype(auto)

与前导

auto

+ 尾随

-> decltype(return expression)

是一样的，除了后者是 SFINAE 友好的而前者不是 。现在，我不确定这个 SFINAE 特定的事情对问题的答案有多大影响！

Answer 1

decltype(auto)

与

auto&&

不同的情况正好有两种。

正如您所指出的，当您返回纯右值时，

decltype(auto)

按值返回，并且

auto&&

返回悬空右值引用（可能不合需要）。

第二种情况是直接返回实体。例如：

struct X {
    int i;
    decltype(auto) return_entity() { return i; }
    decltype(auto) return_expression() { return (i); }
};

static_assert(std::is_same_v<decltype(X{}.return_entity()), int>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(X{}.return_expression()), int&>);

（因为

decltype(i)

是

int

，但是

decltype((i))

是

int&

）。

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在所有其他场景中它们都是相同的。您可能需要使用

auto&&

来强调您正在返回参考信息，或者使用

decltype(auto)

来强调您正在完美转发某些内容。

作为示例，

std::forward_like

的文档显示为返回

auto&&

，因为它始终返回引用。

但是如果你可以返回纯右值，

decltype(auto)

显然是更好的选择。