【C++】五分钟快速理解decltype与auto

首先来看下这样一段简单的代码：

#include 

template 
typename sum(s1 x, s2 y)
{
	typename z = x + y;
	return z;
}


int main()
{
	std::cout << sum(3,5) << std::endl;

	return 0;
}

这段代码的目标是写一个函数模版，用来计算各种类型参数之和并返回。但是这里存在两个问题：函数模版sum中，形参x的类型为s1，形参y的类型为s2，那么，函数的返回值z（typename）和返回类型应该设为什么呢？假设s1的类型为short，s2的类型为int，那么x+y会进行整型提升，得到的结果是int型，返回类型应该用int，但是如果s1的类型是float呢？如果是结构和类呢？可能出现的情况太多了，没办法预先设定一个适用于所有情况的返回类型，所以针对这种情况，C++11提出了解决方案，那就是新增的decltype关键字

首先先简单示范一下decltype关键字的基本使用方法：

    int a;
    decltype (a) b;

int a声明了一个int类型的变量a，然后decltype （a）b，可以这样去理解：声明了一个与a类型一致的变量b ，把decltype （a）当成int这样的数据类型，a是什么类型，decltype （a）就是什么类型，它声明的b也就是相应的a的类型。好，明白了这个，我们再来熟悉一下它，看下面的例子：

int a = 10;

int & b = a;

decltype (b) c;

问c是什么类型呢？答案很简单，看b嘛，b是什么类型？是int &，那c就是int&类型啦，再看下一个例子：

long a = 10；

const long * b = &a;

decltype (b) c;

问这次c是什么类型呢？按照我们之前的理解，先看decltype后面跟的（b），b是一个被const修饰的long类型的指针，明白了，那c的类型就是const long *了嘛。

理解了上述内容后，再来看一下decltype更复杂的应用。理解这些总共可以分为四步，每一步对应着一种规则。做一个形象一点的比喻：decltype就是一条条鱼，四条规则对应着四层渔网，不论什么鱼总有一层渔网可以抓住它。以例句：decltype （x）y；为例，下面我们一起来看一下：

第一步（第一层渔网）：

如果decltype后面括号括起来的内容（比如上面的（x））是一个标识符，那么y的类型与标识符的类型一致

是不是和前面理解的差不多，来个例子加深一下理解：

int a = 10;

int b = 20

int &c = a;

decltype (c) d = a;

问d是什么类型？有些人看到d=a就开始放飞想象力（没错，就是我了）了：“这里c的类型是int &，所以d应该是int &，但是后面接了个a，a的类型是int，=号把a赋给d了，所以d是int类型！”，但是其实不是，可以这样理解：把decltype （c）换成int，就变成了int d = a；这是赋值语句没错，赋值语句是把值赋给左值，不会赋类型呀。这里也一样。所以这段代码的意思是：把a的值10，赋给了c类型（int &）的变量d，变量d的类型还是int &，不会改变的。

第二步（第二层渔网）：

如果decltype（x） y；中，x是一个函数调用，则y的类型为函数调用的返回类型

例如：

double suv（int a）；

decltype（suv（5）） s1；//函数suv的返回类型为double，所以s1的返回类型为double

这个应该很好理解吧，函数返回int就是int类型，返回double就是double类型。

第三步（第三层渔网）：

如果decltype （x）y；中，x是一个左值，那么y为指向其类型的引用

这种情况好像第一步就处理了啊，那么什么样的情况才会走到第三步来呢。其实也很简单，看（x）有几层括号就行了，1层括号走第一步，2层括号走这个第三步。举个栗子：

int a = 10;

decltype (a) b = a;//这里b的类型为int

decltype ((a)) c = a;//这里c的类型为int &

第四步（第四层渔网）：

如果decltype （x）y；中，x不满足上述三步任何一步的条件，那么y的类型和x的类型就是一致的

举例说明一下：

int a1 = 10;

int a2 = 10;

int &b1 = a;

int &b2 = b;

decltype (b1+b2) c;

这里decltype （b1+b2）c；中，（b1+b2）不是标识符，也不是函数调用，更不是一个左值，它是一个表达式。编译器会去推导出这个表达式的值，然后把这个值的类型赋给c（注意，这里编译器只是推导，并不会去真正计算这个表达式，包括函数调用也是，编译器通过查看函数的原型后知道了返回值的类型再赋给变量），所以在这里，c的类型是int（不是int & 哦），因为编译器推导出表达式b1+b2的值就是int类型

好，了解到这里，就可以着手解决最初的函数模版问题了，可以这样做：

#include 

template 
typename sum(s1 x, s2 y)
{
	decltype (x + y) z = x + y;
	return z;
}


int main()
{
	std::cout << sum(3,5) << std::endl;

	return 0;
}

把函数模版sum中的z的类型设置为decltype （x + y）就可以了，这样不管x和y是什么类型，z的类型都是x+y后的类型，整形提升类型转换啊什么的通通不在话下。但是decltype关键字有个缺陷，不能用于函数名称前面的返回类型，因为写成这样的话：decltype（x + y）sum（s1 x，s2 y）；参数x和y还没有声明，不在作用域内，编译器无法知道（x + y）是什么类型，这里就可以用到占位符“auto”了，再改一下代码：

#include 

template 
auto sum(s1 x, s2 y)->decltype (x + y)
{
	decltype (x + y) z = x + y;
	return z;
}


int main()
{
	std::cout << sum(3,5) << std::endl;

	return 0;
}

在原本应该声明函数返回类型的地方使用auto占位符，然后在函数形参声明之后用->符号给函数指定返回类型。就像你和朋友在学校饭堂打饭，档口前面排满了人，你们想知道今天食堂吃什么菜，来决定今天吃食堂还是吃大排档，于是你就让朋友在后面排队，你去前面看有什么菜，菜还行你就回来插到朋友面前继续排队，菜不好吃就不排了吃大排档去。auto就像你朋友，起到一个占位的用处，你就是decltype（x + y），溜到前面去看菜单（x + y）了，应该很好理解吧~

 

如有错漏，欢迎指正，感谢