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1. 功能

   • decltype可以将给定的表达式或变量的类型推导出来，包含引用和指针。

   • 一般用于复杂表达式作为返回值的类型推导。

   • 可以用于补足c++11的auto缺陷.

   • 编译阶段的事情，不会任何执行，表达式也不会执行。

2. 类型规则

   • 规则一：声明类型，类型包含引用就有引用，没有引用也不会自行添加。

   • 规则二：返回值则根据返回值类型确定最终类型。

   • 规则三：表达式根据默认和重载得到的最终类型。不建议特别复杂的表达式。

3. 声明类型分析

   • 案例一

     int main() { 
              
        int a = 0;
        decltype(a) b;
        b.error();
     }
     

     • 最终b是int类型.

   • 案例二

     #include <cassert>
     int main() { 
              
        const int & a = 0;
        decltype(a) b = a;
        assert(&b == &a);
     }
     

     • 通过执行知道,b和a是一个地址,是引用.
     • 而且类型基本类型也一致,所以类型是一致的.

   • 案例三

     #include<iostream>
     class T { 
              
     public:
        T() { 
               std::cout << "s"  << this << std::endl; }
        ~T() { 
               std::cout << "e" << this << std::endl; }
     };
     int main() { 
              
        const T && a = T();
        decltype(a) b = T();
        return 0;
     }
     

     • 只进行了两次的构造.

4. 返回值推测

   • 案例一

     #include<vector>
     #include<iostream>
     template <typename T,typename I>
     auto show(T&& a, I i) -> decltype(a[i]) { 
              
        std::cout << "cool" << std::endl;
        return std::forward<T>(a[i]);
     }
     int main() { 
              
        std::vector<int> s = { 
               1,2,3,4 };
        decltype(show("123", 1)) a = 2;
        return 0;
     }
     

     • 这里就是,但是不会执行std::cout,因为并不会执行,在编译阶段确定了类型而已.

   • 案例二

     #include<vector>
     int main() { 
              
        std::vector<int> s = { 
               1,2,3,4 };
        decltype(s[1]) a;
        return 0;
     }
     

     • vector进行索引返回的是引用，引用类型必须初始化，所以报错。

5. 复杂表达式

   • 案例一

     int main() { 
              
        decltype((1+2+3+4)) a = 1;
        return 0;
     }
     

     • 结果是int类型.

   • 案例二

     int main() { 
              
        int a = 1;
        decltype((a)) b = 1;
        return 0;
     }
     

     • 对变量进行(var)操作得到的是对应的引用类型,C++11的新特性.

     • 所以这里编译报错.

6. decltype的真正作用

   • 组合后的返回值,复杂表达式。

   • 说明

     • std::vector进行[],返回的一般都是&类型,但是bool则例外.
     • 那么对于下面的代码,则不严谨.

   • 简单代码

     template <typename T,typename I>
     auto show(T& a, I i) ->decltype(a[i]) { 
              
        return a[i];
     }
     

     • 不好看.

   • 好看点

     template <typename T,typename I>
     auto show(T& a, I i) { 
              
        return a[i];
     }
     

     • C++14才支持,而且有点小问题.

     • 提示,auto推导,C++11仅仅支持简单的单个表达式推导,不支持复杂的组合表达式.

     • 但是C++14支持,C++14这里正常编译.

     • 但是auto不支持引用类型推导.这里是基本类型,是个右值。

   • 支持引用

     template <typename T,typename I>
     decltype(auto) show(T& a, I i) { 
              
        return a[i];
     }
     

     • auto表示类型推导,decltype表示按照decltype的规则进行，即何在一起就是支持引用类型推导。

     • 美中不足就是,这里仅仅支持了左值。虽然加一个const就可以支持右值，但是又不是这里讨论的手段，因为无法区分是操作的左值还是右值。

     • 操作左值和操作右值的意义是完全不一样的。

   • 支持右值引用

     template <typename T,typename I>
     decltype(auto) show(T&& a, I i) { 
              
        return a[i];
     }
     

     • 支持右值,但是这里的a是左值,非匿名消亡值.
     • a[i]返回引用,show执行完就消亡,那么会导致引用悬空.

   • 完善最终版

     template <typename T,typename I>
     decltype(auto) show(T&& a, I i) { 
              
        return std::forward<T>(a)[i];
     }
     

     • 转化为对应类型，调用对应类型的重载。然后左值返回引用，右值返回右值变量。

     void show() && { 
              }
     void show() &{ 
              }
     
     

   • 不同修饰调用不同的函数

     • 函数名后面可以用修饰变量的修饰符修饰,&&,const,volatile,&,也可以任意组合.
     • 这些可以重载,调用会使用最匹配的版本.
     • 使用了修饰的就不能定义无修饰的版本. 即show()&就不能定义show()这种.
     • 不同修饰的可以根据语义返回不同的对象.这些函数的函数名也不一样.

7. C++11

   • ()

     • 对一个变量加(),得到的是一个引用类型.

   • 注意

     • 返回值的时候用这种,可能会带来引用悬空的情况.

8. 总结

   • decltype得到的是声明的类型.

   • 复杂表达式得到的是最终结果的类型,即运算后结果的声明类型.

   • C++14允许decltype(auto)组合完美的推测.C++11可以通过后置的方式达到同样的效果.C++14更加简洁.