确定函数返回类型的最简单方法

Question

考虑一个非常简单但冗长的函数，例如：

int foo(int a, int b, int c, int d) {
    return 1;
}

// using ReturnTypeOfFoo = ???

如何在编译时最简单、最简洁地确定函数的返回类型（在此示例中为int，名称为ReturnTypeOfFoo），而不需要重复函数的参数类型（仅通过名称，因为已知该函数没有任何其他重载）？

- Cybran

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根据编译器或者可用的支持库……，相当确定Concepts也有一些API可以在运行时或编译时推断出这些信息。 - Jay

也许是 decltype(foo)::result_type？ - Thomas Lang

可能是 https://zh.cppreference.com/w/cpp/types/result_of - bracco23

@ThomasLang 这是从哪里来的？decltype(foo)是一个没有result_type成员的函数，还是我漏掉了什么？ - 463035818_is_not_a_number

@user463035818 你可能是对的，我指的是std::function类型的result_type成员。 - Thomas Lang

Answer 1

在这里，您可以利用std::function，它将为函数返回类型提供一个别名。这需要C++17支持，因为它依赖于class template argument deduction，但它将适用于任何可调用类型：

using ReturnTypeOfFoo = decltype(std::function{foo})::result_type;

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我们可以将这个变得更加通用一些，比如说

template<typename Callable>
using return_type_of_t = 
    typename decltype(std::function{std::declval<Callable>()})::result_type;

这样你就可以像使用它一样使用它了

int foo(int a, int b, int c, int d) {
    return 1;
}

auto bar = [](){ return 1; };

struct baz_ 
{ 
    double operator()(){ return 0; } 
} baz;

using ReturnTypeOfFoo = return_type_of_t<decltype(foo)>;
using ReturnTypeOfBar = return_type_of_t<decltype(bar)>;
using ReturnTypeOfBaz = return_type_of_t<decltype(baz)>;

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这种技术只适用于函数没有被重载或者函数没有被定义多个operator()的情况下。

- NathanOliver

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非常简洁！我可以确认这个一行代码也适用于模板方法，只要所有的模板参数都被指定。 - Cybran

在C++17中: using ReturnType = std::invoke_result_t<decltype(foo)>;意思是：定义一个名为ReturnType的类型别名，它使用std::invoke_result_t模板来获取调用foo函数后的返回值类型。 - tjklemz

@NathanOliver 如果你知道参数，就不会像链接中那样。 - apple apple

@苹果苹果 当然，但那时你必须要了解这些事情并提供这些内容。如果你想在不了解的情况下进行操作，那么就不能存在歧义。 - NathanOliver

@NathanOliver 没错，只是指出了限制。 - apple apple

Answer 2

最简单和简明的可能是：

template <typename R, typename... Args>
R return_type_of(R(*)(Args...));

using ReturnTypeOfFoo = decltype(return_type_of(foo));

请注意，这对于函数对象或成员函数指针不起作用。仅适用于未经过载或模板化的函数或noexcept函数。

但是，如果需要支持所有这些情况，可以通过添加更多的return_type_of重载来实现。

- Barry

Answer 3

我不知道是否这是最简单的方法（如果你可以使用C++17，肯定不是：参见NathanOliver的答案），但是... 声明一个函数如下：

template <typename R, typename ... Args>
R getRetType (R(*)(Args...));

而且使用 decltype()？

using ReturnTypeOfFoo = decltype( getRetType(&foo) );

注意，getRetType()只被声明而不被定义，因为它只在decltype()中被调用，因此只有返回的类型是相关的。

- max66

Answer 4

多年以后，您可能会对我的解决方案这里（生产级别，完全记录）感兴趣。它是其他一些想法的完整实现，您在这里看到了一些响应（请参见Barry和max66的响应）。但是，您可以针对函数的几乎任何内容进行定位（在C++本身的限制范围内），而不仅仅是返回类型。

下载代码，将“TypeTraits.h”和“CompilerVersions.h”添加到您的项目中，然后执行以下操作（请注意，您不必显式#include“CompilerVersions.h”，它已自动包含在“TypeTraits.h”中）。

#include "TypeTraits.h"
using namespace StdExt; // Everything's in this namespace
using ReturnTypeOfFoo = ReturnType_t<decltype(foo)>;

- Larry