decltype的使用

在 C++中， decltype作为操作符，用于查询表达式的数据类型。decltype在 C++11标准制定时引入，主要是为泛型编程而设计，以解决泛型编程中，由于有些类型由模板参数决定，而难以（甚至不可能）表示之的问题。

泛型编程在整个1990年代越发流行，对实现类型推导机制的需求也应运而生。为此，许多编译器厂商都基于程序语言现有的功能，自行实现了这类操作符，其实现如typeof，以及一些功能有限，但更易移植的实现。2002年间，比雅尼·斯特劳斯特鲁普提议在C++内标准化这类操作符，并将之加入C++；且建议命之为“decltype”，以反映其具有获取表达式的“声明类型”（Declared Type）的功能。

从语义上说，decltype的设计适合于通用库编写者与编程新手。总体上说，对于目标对象或函数，由decltype推导出的类型与源码中的定义可精确匹配。而正如sizeof操作符一样，decltype亦不需对操作数求值。

类似于sizeof 操作符，decltype也不需对其操作数求值。粗略来说，decltype(e)返回类型前，进行了如下推导：

若表达式e指向一个局部变量、命名空间作用域变量、静态成员变量或函数参数，那么返回类型即为该变量（或参数）的“声明类型”；
若e是一个左值（lvalue，即“可寻址值”），则decltype(e)将返回T&，其中T为e的类型；
若e是一个x值（xvalue），则返回值为T&&；
若e是一个纯右值（prvalue），则返回值为T。

这些语义是为满足通用库编写者的需求而设计，但由于decltype的返回类型总与对象（或函数）的定义类型相匹配，这对编程新手来说也更为直观。更正式地说，规则1适用于不带括号的标识符表达式（id-expression）与类成员访问表达式。示例如下：

const int&& foo();const int bar();int i;struct A { double x; };

const A* a = new A();

decltype(foo()) x1; // 类型为const int&&

decltype(bar()) x2; // 类型为int

decltype(i) x3; // 类型为int

decltype(a->x) x4; // 类型为double

decltype((a->x)) x5; // 类型为const double&

由上可见，最后两个对decltype的调用，返回结果有所不同。这是因为，带括号的表达式(a->x)既非“标识符表达式”，亦非类访问表达式，因而未指向一个命名对象，而是一个左值，于是推导类型便为“指向表达式类型的引用”，亦即const double&。

在2008年12月，雅克·雅尔维（Jaakko Järvi）向标准委员会指出一个问题：在C++中，“带限定标识符”（qualified-id）无法由decltype作成，而这正与“decltype(e)可作‘类型定义名’（typedef-name）看待”的设计初衷不一致。在评论标准委员会为 C++0x（ C++11前名）制定的正式草案时，日本ISO会员成员提到，“一个定义域操作符（::）不适用于decltype，但本应适用才对。（若能解决这一问题，则）这在需要从实例中获取成员类型（嵌套类型）很有用，如下所示”：

vector<int> v;decltype(v)::value_type i = 0; // int i = 0;

这一问题，以及其他相似问题（关于decltype无法在派生类声明和析构函数调用中使用），都交由大卫·范德沃德（David Vandevoorde）处理，并在2010年3月投票纳入工作日程表。

#include <algorithm>#include <iostream>#include <iterator>#include <ostream>#include <string>#include <utility>#include <vector>using namespace std;struct Plus {template <typename T, typename U>auto operator()(T&& t, U&& u) const-> decltype(forward<T>(t) + forward<U>(u)) {return forward<T>(t) + forward<U>(u);}};int main() {vector<int> i;i.push_back(1);i.push_back(2);i.push_back(3);vector<int> j;j.push_back(40);j.push_back(50);j.push_back(60);vector<int> k;vector<string> s;s.push_back("cut");s.push_back("flu");s.push_back("kit");vector<string> t;t.push_back("e");t.push_back("ffy");t.push_back("tens");vector<string> u;transform(i.begin(), i.end(), j.begin(), back_inserter(k), Plus());transform(s.begin(), s.end(), t.begin(), back_inserter(u), Plus());for_each(k.begin(), k.end(), [](int n) { cout << n << " "; });cout << endl;for_each(u.begin(), u.end(), [](const string& r) { cout << r << " "; });cout << endl;}

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