В мире программирования на C++ с каждым годом появляются новые конструкции и подходы, призванные сделать код более понятным, выразительным и удобным для поддержки. Одной из таких современных возможностей является использование трейлинг возвращаемых типов — синтаксиса, пришедшего в язык с версии C++11. Несмотря на некоторую необычность внешнего вида этого синтаксиса, он предлагает значительные преимущества, особенно в контексте шаблонного программирования и сложных типов возвращаемых значений. Рассмотрим подробнее, что представляет собой этот механизмы, в каких случаях он целесообразен и какие преимущества и сложности он приносит в разработку на C++. Трейлинг возвращаемый тип по своей сути является альтернативным способом объявления возвращаемого типа функции.
Традиционно в C++ нужный тип указывается слева от имени функции, например, int max(int a, int b); . С использованием трейлинга это меняется: слово auto теперь ставится перед именем функции, а возвращаемый тип размещается после списка параметров, введенный со стрелкой ->. Таким образом функция max будет объявлена как auto max(int a, int b) -> int;. Для тех, кто привык к классическому стилю, подобное расположение типов может показаться непривычным, но многие популярные языки программирования, такие как Swift, Rust или Haskell, используют похожий подход, что свидетельствует о его универсальности и эффективности. Главной задачей, ради которой был введен такой синтаксис, стала возможность указания возвращаемого типа функции, зависящего от параметров шаблона.
Рассмотрим типичную ситуацию: у вас есть функция, которая должна возвращать результат произведения двух параметров различных типов. Само выражение a*b потенциально может возвращать тип, который не известен до момента компиляции и зависит от конкретных переданных типов. В классическом стиле C++ определить возвращаемый тип через decltype(a*b) невозможно, поскольку при разборе сигнатуры функции параметры еще не находятся в области видимости. Из-за этого программисты были вынуждены использовать достаточно громоздкий и не самый интуитивный синтаксис с применением std::declval<> для имитации типов аргументов, что усложняло читабельность и сопровождение кода. Новый же способ с трейлинг возвращаемым типом позволяет просто и напрямую указывать decltype(a*b) уже после списка параметров, обеспечивая тем самым ясность и краткость.
Использование трейлинг возвращаемых типов также гармонично сочетается с современными практиками написания кода на C++, где приоритет отдаётся читаемости и понятности для других разработчиков. В функции, в первую очередь, важно сразу видеть её имя, так как оно служит подсказкой к её назначению. Расположение возвращаемого типа после параметров не отвлекает внимание и соответствует образному представлению функций в математике, где f: A → B описывает функцию с аргументами из множества А и значениями из множества B. К тому же синтаксис удобен при работе с типами, вложенными внутри классов и пространств имен. Классический способ требует полной квалификации типа, что увеличивает количество кода и снижает его читаемость.
С трейлингами достаточно просто указать auto имя_функции() -> ВложенныйТип;, и компилятор корректно поймет возвращаемый тип без излишних префиксов. Пример использования в лямбда-функциях также подтверждает универсальность трейлинговых возвращаемых типов. Лямбды в C++11 и выше требуют явного указания возвращаемого типа, если он не может быть выведен автоматически. Здесь новая синтаксическая конструкция не только облегчает запись, но и делает код однородным с другими объявлениями функций. Однако, несмотря на явные плюсы, трейлинг возвращаемые типы не стали повсеместным стандартом в C++, и существует ряд причин, почему часть разработчиков не спешит их активно применять.
Во-первых, это момент привычки и устоявшихся практик: большинство существующего кода и учебных материалов до сих пор опирается на классический стиль объявления функций. Из-за этого многие программисты могут встретить новые синтаксические формы с недоверием или непониманием. Еще один нюанс связан с применением ключевого слова override при переопределении виртуальных методов. Поскольку override не является частью типа функции, оно должно располагаться после полного объявления сигнатуры, включая трейлинг возвращаемый тип. Это вносит дополнительную сложность и требует внимания от разработчика, чтобы не допустить ошибок.
Кроме того, для простых функций с явно известным и нескомплексированным возвращаемым типом использование трейлинг синтаксиса может восприниматься как лишняя работа без очевидной пользы. Например, писать auto func() -> void; вместо традиционного void func(); придает коду излишнюю громоздкость, что может сказаться на удобстве чтения. Второй важный фактор, влияющий на выбор, — это появление и распространение автоматического вывода возвращаемого типа функций, введенного в C++14. С помощью auto без указания трейлинг возвращаемого типа компилятор самостоятельно выводит тип выражения, возвращаемого из функции. Таким образом, пример функции multiply можно записать максимально лаконично: template<typename A, typename B> auto multiply(A a, B b) { return a*b; }, при этом не заботясь о непосредственном объявлении типа возвращаемого значения.
Однако, автоматический вывод не всегда желателен. Иногда более предпочтительно явно обозначить возвращаемый тип, чтобы пользователи функции не занимались беглым разбором и пониманием внутренней реализации или не полагались на IDE для выяснения информации о типе. Явные возвращаемые типы помогают создавать более документированный и надежный код. Синтаксис трейлинг возвращаемых типов может считаться компромиссом между явностью и удобством, особенно в более сложных или шаблонных функциях. Его использование повышает консистентность кода, совпадая с общей тенденцией в современном C++ к постепенному переходу на авто-вывод типов и упрощенным объявлениям, что делает синтаксис более предсказуемым и однородным.
В конечном счете, стоит оценивать возможности трейлинговых возвращаемых типов в контексте конкретных проектов и команды. Для библиотек с широкой аудиторией, где важна максимальная совместимость и привычность, предпочтение можно отдавать традиционным формам. В новых разработках, особенно активно использующих шаблоны и функциональный стиль, трейлинг типы способствуют улучшению читаемости и гибкости. Подведя итог, трейлинг возвращаемые типы в C++ открывают дополнительный уровень выразительности и удобства, особенно в тех случаях, где возврат зависит от сложных или шаблонных выражений. Знакомство с этой конструкцией позволяет разработчикам написать более компактный и современный код, согласованный с тенденциями отрасли.
