c++ decltype

decltype

decltype 是“declare type”的缩写，译为“声明类型”。 C++11 新增的一个关键字，和 auto 的功能一样，都用来在编译时期进行自动类型推导。

初使用

decltype 能够根据变量、字面量、带有运算符的表达式推导出变量的类型

decltype(exp) varname;

exp 就是一个普通的表达式，它可以是任意复杂的形式，但是必须要保证 exp 的结果是有类型的，不能是 void；例如，当 exp 调用一个返回值类型为 void 的函数时，exp 的结果也是 void 类型，此时就会导致编译错误。

int a = 0;
decltype(a) b = 1;  //b 被推导成了 int
decltype(10.8) x = 5.5;  //x 被推导成了 double
decltype(x + 100) y;  //y 被推导成了 double

• 如果 exp 是一个不被括号( )包围的表达式，或者是一个类成员访问表达式，或者是一个单独的变量，那么 decltype(exp) 的类型就和 exp 一致，这是最普遍最常见的情况。
• 如果 exp 是函数调用，那么 decltype(exp) 的类型就和函数返回值的类型一致。
• 如果 exp 是一个左值，或者被括号( )包围，那么 decltype(exp) 的类型就是 exp 的引用；假设 exp 的类型为 T，那么 decltype(exp) 的类型就是 T&。

decltype，auto区别

auto 和 decltype 关键字都可以自动推导出变量的类型，但用法是有区别的：

auto varname = value;
decltype(exp) varname = value;

varname 表示变量名，value 表示赋给变量的值，exp 表示一个表达式。

1. auto 根据=右边的初始值 value 推导出变量的类型，而 decltype 根据 exp 表达式推导出变量的类型，跟=右边的value 没有关系。
2. auto 是根据变量的初始值来推导出变量类型的，如果不初始化，变量的类型也就无法推导了，auto 要求变量必须初始化，而 decltype 不要求。

示例

普通表达式

#include 
using namespace std;

class Student{
public:
    static int total;
    string name;
    int age;
    float scores;
};

int Student::total = 0;

int  main(){
    int n = 0;
    const int &r = n;
    Student stu;

    decltype(n) a = n;  //n 为 int 类型，a 被推导为 int 类型
    decltype(r) b = n;     //r 为 const int& 类型, b 被推导为 const int& 类型
    decltype(Student::total) c = 0;  //total 为类 Student 的一个 int 类型的成员变量，c 被推导为 int 类型
    decltype(stu.name) url = "http://c.biancheng.net/cplus/";  //total 为类 Student 的一个 string 类型的成员变量， url 被推导为 string 类型

    return 0;
}

函数调用

//函数声明
int& func_int_r(int, char);  //返回值为 int&
int&& func_int_rr(void);  //返回值为 int&&
int func_int(double);  //返回值为 int

const int& fun_cint_r(int, int, int);  //返回值为 const int&
const int&& func_cint_rr(void);  //返回值为 const int&&

//decltype类型推导
int n = 100;
decltype(func_int_r(100, 'A')) a = n;  //a 的类型为 int&
decltype(func_int_rr()) b = 0;  //b 的类型为 int&&
decltype(func_int(10.5)) c = 0;   //c 的类型为 int

decltype(fun_cint_r(1,2,3))  x = n;    //x 的类型为 const int &
decltype(func_cint_rr()) y = 0;  // y 的类型为 const int&&

exp 是左值，或者被( )包围

using namespace std;

class Base{
public:
    int x;
};

int main(){
    const Base obj;

    //带有括号的表达式
    decltype(obj.x) a = 0;  //obj.x 为类的成员访问表达式，符合推导规则一，a 的类型为 int
    decltype((obj.x)) b = a;  //obj.x 带有括号，符合推导规则三，b 的类型为 int&。

    //加法表达式
    int n = 0, m = 0;
    decltype(n + m) c = 0;  //n+m 得到一个右值，符合推导规则一，所以推导结果为 int
    decltype(n = n + m) d = c;  //n=n+m 得到一个左值，符号推导规则三，所以推导结果为 int&

    return 0;
}

非静态成员的类型

auto 只能用于类的静态成员，不能用于类的非静态成员（普通成员），如果推导非静态成员的类型，这个时候就必须使用 decltype 了

#include 
using namespace std;

template <typename T>
class Base {
public:
    void func(T& container) {
        m_it = container.begin();
    }

private:
    typename T::iterator m_it;  //注意这里
};

int main()
{
    const vector<int> v;
    Base<const vector<int>> obj;
    obj.func(v);

    return 0;
}

单独看 Base 类中 m_it 成员的定义，很难看出会有什么错误，但在使用 Base 类的时候，如果传入一个 const 类型的容器，编译器马上就会弹出一大堆错误信息。原因就在于，T::iterator并不能包括所有的迭代器类型，当 T 是一个 const 容器时，应当使用 const_iterator。
有了 C++11 的 decltype 关键字，就可以直接这样写：

template <typename T>
class Base {
public:
    void func(T& container) {
        m_it = container.begin();
    }
private:
    decltype(T().begin()) m_it;  //注意这里
};