C++ decltype類型說明符淺析

1 基本語法

decltype 類型說明符生成指定表達式的類型。在此過程中，編譯器分析表達式並得到它的類型，卻不實際計算表達式的值。

語法為：

decltype( expression )

編譯器使用下列規則來確定expression 參數的類型。

給出如下示例代碼：

int var;
const int&& fx(); 
struct A { double x; }
const A* a = new A();

2 decltype和引用

如果decltype使用的表達式不是一個變量，則decltype返回表達式結果對應的類型。但是有些時候，一些表達式向decltype返回一個引用類型。一般來說，當這種情形發生時，意味著該表達式的結果對象能作為一條賦值語句的左值：

// decltype的結果可以是引用類型
int i = 42, *p = &i, &r = i;
decltype(r + 0) b; // OK, 加法的結果是int，因此b是一個（未初始化）的int
decltype(*p) c; // Error, c是int&， 必須初始化

因為r是一個引用，因此decltype(r)的結果是引用類型，如果想讓結果類型是r所指的類型，可以把r作為表達式的一部分，如r+0，顯然這個表達式的結果將是一個具體的值而非一個引用。

另一方面，如果表達式的內容是解引用操作，則decltype將得到引用類型。正如我們所熟悉的那樣，解引用指針可以得到指針所指對象，而且還能給這個對象賦值，因此，decltype(*p)的結果類型是int&而非int。

3 decltype和auto

如果decltype使用的表達式是一個變量，則decltype返回該變量的類型（包括頂層const和引用在內）：

const int ci = 0, &cj = ci;
decltype(ci) x = 0; // x的類型是const int
decltype(cj) y = x; // y的類型是const int&，y綁定到變量x
decltype(cj) z; // Error， z是一個引用，必須初始化

對於decltype所用的引用來說，如果變量名加上了一對括號，則得到的類型與不加括號時會有所不同。如果decltype使用的是一個不加括號的變量，則得到的結果就是該變量的類型；如果給變量加上了一層或多層括號，編譯器就會把它當成是一個表達式。

decltype((i)) d; // Error, d是int&, 必須初始化
decltype(i) e;   // OK, e是一個未初始化的int

例如，定義一個求和模板函數：

//C++11
 template
auto myFunc(T&& t, U&& u) -> decltype (forward(t) + forward(u)) 
        { return forward(t) + forward(u); };

//C++14
template
decltype(auto) myFunc(T&& t, U&& u) 
        { return forward(t) + forward(u); };

#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

template
auto Plus(T1&& t1, T2&& t2) -> 
   decltype(forward(t1) + forward(t2))
{
   return forward(t1) + forward(t2);
}

class X
{
   friend X operator+(const X& x1, const X& x2)
   {
      return X(x1.m_data + x2.m_data);
   }

public:
   X(int data) : m_data(data) {}
   int Dump() const { return m_data;}
private:
   int m_data;
};

int main()
{
   // Integer 
   int i = 4;
   cout << 
      "Plus(i, 9) = " << 
      Plus(i, 9) << endl;

   // Floating point
   float dx = 4.0;
   float dy = 9.5;
   cout <<   
      setprecision(3) << 
      "Plus(dx, dy) = " <<
      Plus(dx, dy) << endl;

   // String      
   string hello = "Hello, ";
   string world = "world!";
   cout << Plus(hello, world) << endl;

   // Custom type
   X x1(20);
   X x2(22);
   X x3 = Plus(x1, x2);
   cout << 
      "x3.Dump() = " << 
      x3.Dump() << endl;
}

Plus(i, 9) = 13
Plus(dx, dy) = 13.5
Hello, world!
x3.Dump() = 42