C++ 新特性 | C++ 11 | decltype 关键字

一、decltype 关键字

1、介绍

decltype 是 C++11 新增的一个用来推导表达式类型的关键字。和 auto 的功能一样，用来在编译时期进行自动类型推导。引入 decltype 是因为 auto 并不适用于所有的自动类型推导场景，在某些特殊情况下 auto 用起来很不方便，甚至压根无法使用。

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

auto与decltype在形式上的区别，如下：

• auto 根据 = 右边的初始值推导出变量的类型，decltype 根据 exp 表达式推导出变量的类型，跟 = 右边的 value 没有关系
• auto 要求变量必须初始化，因为 auto 是根据变量的初始值来推导变量类型的，如果不初始化，变量的类型也就无法推导。而 decltype 不要求，因此可以写成如下形式：

decltype(exp) varName;

2、推导规则

（1）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，decltype(exp) 的类型和 exp 一致

#include<string> 
#include<iostream>
using namespace std;class A {
public:static int total;string name;int age;float scores;
}int A::total = 0;int main()
{int n = 0;const int &r = n;A a;decltype(n) x = n;           // n 为 int，x 被推导为 intdecltype(r) y = n;           // r 为 const int &，y 被推导为 const int &decltype(A::total)  z = 0;   // total 是类 A 的一个 int 类型的成员变量，z 被推导为 intdecltype(A.name) url = "www.baidu.com"; // url 为 string 类型return 0;
}

（2）如果 exp 是函数调用，则 decltype(exp) 的类型就和函数返回值的类型一致

int& func1(int, char);   // 函数返回值为 int&
int&& func2(void);       // 函数返回值为 int&&
int func3(double);       // 函数返回值为 intconst int& func4(int, int, int);  // 函数返回值为 const int&
const int&& func5(void);          // 函数返回值为 const int&&int n = 50;
decltype(func1(100,'A')) a = n; // a 的类型为 int&
decltype(func2()) b = 0;        // b 的类型为 int&&
decltype(func3(10.5)) c = 0;    // c 的类型为 intdecltype(func4(1,2,3)) x = n;    // x 的类型为 const int&
decltype(func5()) y = 0;         // y 的类型为 const int&&

（3）如果 exp 是一个左值，或被括号()包围，decltype(exp) 的类型就是 exp 的引用，假设 exp 的类型为 T，则 decltype(exp) 的类型为 T&

class A 
{
public:int x;
}int main()
{const A obj;decltype(obj.x) a = 0;   // a 的类型为 intdecltype((obj.x)) b = a; // b 的类型为 int&int n = 0, m = 0;decltype(m + n) c = 0;     // n + m 得到一个右值，c 的类型为 intdecltype(n = n + m) d = c; // n = n + m 得到一个左值，d 的类型为 int &return 0;
}

（4）类的静态成员可以使用 auto， 对于类的非静态成员无法使用 auto，如果想推导类的非静态成员的类型，只能使用 decltype

template<typename T>
class A
{
private :decltype(T.begin()) m_it;public:void func(T& container){m_it = container.begin();}
};int main()
{const vector<int> v;A<const vector<int>> obj;obj.func(v);return 0;
}

（5）使用decltype推导参数类型

可以在函数模板、类模板和 lambda 表达式中使用 decltype，从而推断类型或者声明类型。下面给出的示例代码展示了如何在 lambda 表达式中使用 decltype，推导出参数类型

#include <iostream>int main()
{int x = 42;auto f = [&](decltype(x)& val) { val += 1; };f(x);std::cout << "x: " << x << std::endl;  // x: 43return 0;
}

在这个例子中，定义了一个 lambda 表达式 f，它的参数使用了 decltype 推断出参数类型为 int&。由于在 lambda 表达式中使用的变量必须是可见的，因此在 lambda 表达式前面的捕获列表中使用了 [&]，以让 lambda 表达式捕获 x。最后，调用 lambda 表达式 f，并将变量 x 作为参数传递给它，从而使 x 的值被加 1。