[C++]现代C++语言核心特性解析 Chapter 4

decltype说明符（C++11～C++17）

1 使用decltype说明符

decltype说明符可以获取对象或者表达式的类型。并且可以用于非静态成员变量。

用处

1. 在c++11标准中，不支持对auto声明的返回类型进行推导，所以需要用decltype在函数的尾部对返回类型进行说明

   template<class T1, class T2>
   auto sum(T1 a1, T2 a2)->decltype(a1 + a2)
   {
     return a1 + a2;
   }
   
   auto x4 = sum(5, 10.5);

2. 在c++14标准中，支持对auto声明的返回类型进行推导，可以简化为

   template<class T1, class T2>
   auto sum(T1 a1, T2 a2)
   {
     return a1 + a2;
   }
   
   auto x5 = sum(5, 10.5);

3. 但是，上述代码有一点问题，如果我们期望返回一个引用，上述代码无法做到。配合decltype可以做到

   template<class T>
   auto return_ref(T& t)->decltype(t)
   {
     return t;
   }
   
   int x1 = 0;
   static_assert(
       std::is_reference_v<decltype(return_ref(x1))>    // 编译成功
       );

2 推导规则

decltype(e)（其中e的类型为T）的推导规则有5条。

1. 如果e是一个未加括号的标识符表达式（结构化绑定除外）或者未加括号的类成员访问，则decltype(e)推断出的类型是e的类型T。如果并不存在这样的类型，或者e是一组重载函数，则无法进行推导。
2. 如果e是一个函数调用或者仿函数调用，那么decltype(e)推断出的类型是其返回值的类型。
3. 如果e是一个类型为T的左值，则decltype(e)是T&。
4. 如果e是一个类型为T的将亡值，则decltype(e)是T&&。
5. 除去以上情况，则decltype(e)是T。

3 cv限定符的推导

• 通常情况下，推导会同步e的cv限定符。
• 当e是未加括号的成员变量时，父对象表达式的cv限定符会被忽略
• 当e是加括号的成员变量时，父对象表达式的cv限定符会同步到结果

4 decltype(auto)

C++14标准中出现了decltype和auto两个关键字的结合体：decltype(auto)。它的作用简单来说，就是告诉编译器用decltype的推导表达式规则来推导auto。另外需要注意的是，decltype(auto)必须单独声明，也就是它不能结合指针、引用以及cv限定符。

有了这个用法，上述返回引用的类型可以进一步优化

template<class T>
decltype(auto) return_ref(T& t)
{
  return t;
}

int x1 = 0;
static_assert(
    std::is_reference_v<decltype(return_ref(x1))>    // 编译成功
    );

5 decltype(auto)作为非类型模板形参占位符

与auto一样，在C++17标准中decltype(auto)也能作为非类型模板形参的占位符