auto decltype 用于返回值类型后置时的占位

    decltype是 GCC 实现的第一个 C++ 11 新特性(在C++程序设计语言中，decltype作为操作符，用于获取表达式的数据类型。C++11标准引入decltype，主要是为泛型编程而设计，以解决泛型编程中有些类型由模板参数决定而难以（甚至不可能）表示的问题)。它实际上起源于一个相当古老的 GNU 扩展关键字——__typeof__。这个非标准关键字也能够在 C 语言中使用，GNU Compiler Collection 的专业用户可能对它更熟悉一些。2008 年，GCC 4.3.x 就实现了这个特性，同时去除了__typeof__的一些缺点。现在，decltype和__decltype两个关键字在 GCC 中都适用；前者只能用在 C++ 11 模式下，后者可以同时应用于 C++ 11 和 C++ 98 模式。__typeof__则已经停止使用。

   decltype的基本使用。简单来说，decltype关键字用于查询表达式的类型。不过，这只是其基本用法。当这个简单的表述同 C++ 11 的其它特性结合起来之后，一些意想不到的有趣用法就此产生。

   表达式如下：

decltype ( expression )

简单使用如下：

const int&& foo();
 int i; struct A { double x; }; 
const A* a = new A(); 
decltype(foo())  x1;  // const int&&
decltype(i)      x2;  // int          
decltype(a->x)   x3;  // double          
decltype((a->x)) x4;  // double& 

传统的__typeof__有一个颇为诟病的地方，在于不能很好地处理引用类型。而decltype则没有这个问题。而decltype实际上更好地融入了 C++ 11 类型系统，来看一个比较复杂的例子：

int i; float f; double d; 
typedef decltype(i + f) type1;  // float 
typedef decltype(f + d) type2;  // double 
typedef decltype(f < d) type3;  // bool

   上面的例子清楚看出，decltype 能够很好地处理类型转换这里问题。
或许你会对上面代码中的 (4) 心生疑问。为什么decltype((a->x))会是double&？这是由 decltype 的定义决定的。decltype 判别的规律还是比较复杂的：
对于decltype( e )而言，其判别结果受以下条件的影响：
如果e是一个标识符或者类成员的访问表达式，则decltype(e)就是e所代表的实体的类型。如果没有这种类型或者e是一个重载函数集，那么程序是错误的（上例中的 (2) 和 (3)）；
如果e是一个函数调用或者一个重载操作符调用（忽略e外面的括号），那么decltype(e)就是该函数的返回类型（上例中的 (1)）；
如果e不属于以上所述的情况，则假设e的类型是 T：当e是一个左值时，decltype(e)就是T&；否则（e是一个右值），decltype(e)是T（上例中的 (4) 即属于这种情况。在这个例子中，e实际是(a->x)，由于有这个括号，因此它不属于前面两种情况，所以应当以本条作为判别依据。而(a->x)是一个左值，因此会返回double &）。
说了这么多，decltype到底有什么用？事实上，decltype在复杂的模板编程中非常有用。不过，这需要结合我们前面提到的auto关键字。举个经典的例子，请看下面的代码：

最后，我们来看一个更加实际的例子。在 GCC 的 C++11 运行时库中有这么一段代码：

template
inline auto operator-(const reverse_iterator<_IteratorL>& __x,
                      const reverse_iterator<_IteratorR>& __y)
    -> decltype(__y.base() - __x.base())
{
    return __y.base() - __x.base();
}

现在，这段代码应该更加清晰了。这实际上解决了 C++ 98 实现的一个真正的 bug。在 GCC 的 C++ 98 版本中，这段代码是这样的：

template
inline typename reverse_iterator<_IteratorL>::difference_type operator-(
          const reverse_iterator<_IteratorL>& __x,
          const reverse_iterator<_IteratorR>& __y)
{
    return __y.base() - __x.base();
}

这段代码只有在这两方的difference_type相同时才适用

简洁用法如下：

template 
 auto Multiply(T t, U u)->decltype(t*u)
{
 typedef decltype(t*u) NewType;
 NewType *pResult = new NewType(t*u);
 return *pResult;
}

至于为什么需要将返回值类型后置，这里简单说明一下。如果没有后置，则函数声明为decltype(t*u) Multiply(T t, U u)，但此时模板参数t和u还未声明，编译无法通 过。另外，如果非要使用返回值类型前置的形式，也可以将函数声明为decltype((*(T *)0)*(*(U *)0)) Multiply(T t, U u)，但这种形式比较晦涩难懂，因此不推荐采用。