decltype和返回类型后置

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1. decltype

decltype的使用方式如下：

decltype(expression) var;

关键字decltype的作用是将变量的类型声明为表达式指定的类型。即将var的类型声明为expression指定的类型。编译器在处理decltype的时候，实际上需要对expression进行一个核对，然后才能确定var的类型。其流程和核对规则大致如下：

• 1）：如果expression是一个没有用括号括起来的标识符，则var的类型与该标识符的类型相同。例如：

  double x = 1.0;
  double y = 2.0;
  double &lx = x; 
  const double *pd;
  
  decltype(x) m;      //m的类型为double
  decltype(lx) n = y; //n的类型为double &
  decltype(pd) u;     //u的类型为const double *
  

• 2）：如果expression的条件不符合1），而expression是一个函数的调用，则var的类型与函数的返回值类型相同。例如：

  int sum(int a, int b){...}
  
  decltype(sum(1,2)) m; //m的类型为int
  

• 3）：如果expression的条件不满足1）、2），而expression是一个左值，则var指向该左值类型的引用。例如：

  double xx = 1.0;
  
  decltype( (xx) ) rx = xx; //rx的类型是double &
  decltype(xx) m = xx; //m的类型是double，因为虽然xx是左值，但该类型的确定在步骤1）就已经确认了，所以走不到步骤3）
  

  【注：括号并不能改变表达式的值和左值性。】

• 4）：如果expression的条件不满足1）、2）、3），则expression的类型就是var的类型。例如：

  int a = 1;
  int &b = a;
  int &c = a;
  
  decltype(a+1) a1; //a1的类型为int
  decltype(100L) aa;//aa的类型为long
  decltype(b+c) bc; //bc的类型为int，虽然b和c都是引用，但b+c不是引用，而是两个int的和，因此bc的类型也为int
  

2. 返回类型后置

C++11新增加了一种函数声明的语法：在函数名和参数后面指定返回类型。该语法与auto搭配使用，其使用形式如下所示：

auto fun(int a, int b) -> int

该语法主要是为了解决某些模板函数返回值类型问题，例如下面这个模板函数：

template<typename T, typename U>
??? fun(T t, U u)
{
    ...
    return t + u;
}

该模板函数的返回值如何确定呢？首先很容易想到的是将decltype(t+u)设置为该模板函数的返回值，但是不行的是，此时还未声明x和y，编译器还识别不到他们，更无法使用他们，因此，C++11新增了返回值类型后置的这种语法，针对上述的模板函数，使用新增的语法可以写为：

template<typename T, typename U>
auto fun(T t, U u) -> decltype(t + u) //此时decltype在参数t和u声明的后面，可以正常使用他们
{
    ...
    return t+u;
}

参考文献

C++ Primer Plus(第六版) - 第18章 探讨C++新标准