auto和decltype推导类型的区别

在中，我介绍了auto的用法及其实际编程中的应用，既然auto可以推导变量的类型，为什么C++11还引进decltype类型说明符呢？关于这一点，C++ Primer中这样写道：有时希望从表达式的类型推断出要定义的变量的类型（这一点auto可以做到），但是不想用该表达式的值初始化变量（auto依赖这一点才能推导类型）。如果你还是不明白，请开下面的例子：

int a = 10,b = 11;
auto c = a + b; //c为int型
decltype(a + b) d ; //d为int型

auto通过初始化它的表达式来推断c的类型，也就是说，auto推导变量依赖于初始化它的表达式，并且auto声明的变量必须初始；而decltype是直接通过某一个表达式来获取数据类型，从而定义d的类型。

decltype用法：

1.decltype变量

形式：decltype(var)

和auto不同，decltype会保留const属性和引用属性，看下面的例子：

const int ci = 0, &cj = ci;decltype(ci) x = 0;//x的类型为const int
decltype(cj) y = x; //y的类型为const int&
decltype(cj) z; //错误，因为z的类型为const int&，必须初始化auto w = ci;//w的类型是int
w = 9;
auto n = cj;//n的类型是int

2.decltype表达式

形式：decltype(expr)

decltype表达式时，返回的类型根据表达式的结果不同而不同：expr返回左值，得到该类型的左值引用；expr返回右值，得到该类型。

2.1 表达式做右值

如下面的例子中：
尽管r是引用类型，但是r+0是一个具体的值，只能做右值，值对应的类型是int型，所以b为int类型。

int i = 42, &r = i;
decltype(r + 0) b; //b类型是int，而不是int&

2.2 表达式能做左值

结论：表达式能做左值，推导为类型的引用。

表达式能做左值有两个典型的例子：decltype (*p)和decltype ((ii))。请看下面的例子：

对于解引用*p，它代表的是p指向地址中的值，同时我们可以给这个值赋值，即为左值。所以，decltype(*p)是int& ，这样才能有给绑定变量的值赋值的特点。
ii是一个变量，加上括号后变为表达式，即(ii)是一个表达式，又我们可以ii赋值，即为左值。所以，decltype((var))永远是一个引用类型，decltype((ii))声明变量d时，d就为int&类型。

 int ii = 42, *p = &ii;decltype(*p) c;//错误，c是int&，必须初始化decltype((ii)) d;//错误，d是int&，必须初始化

3. decltype 函数

3.1 decltype(f())

直接看下面的例子：

decltype(f()) sum = x;

其中，sum的类型就是函数f的返回类型，sum的类型就是假如函数f被调用，它会返回那个类型。注意：若是函数f的返回值为void，编译报错。
再看下面的例子：
m的类型为int型；m2的类型为double型。

template <typename T>
T add(T a, T b)
{return a+b;
}decltype(add(1,2)) m = 10; //m的类型是int
decltype(add(1.0,2.0)) m2 = 20; //m2的类型是double

3.2 decltype(f)

看下面的例子，decltype(add_to)直接返回函数类型，所以pf是一个函数指针。

int add_to(int a, int b)
{return a + b;
}decltype(add_to) *pf = add_to; //pf就是一个函数指针，类型为int (int,int)
pf(1,2);

那么可以返回模板函数的函数指针吗？如下，显然是不行的，因为模板函数依赖于参数列表，只根据函数名是无法推断函数类型的，所以说函数指针pf的类型无法确认。

template <typename T>
T add_to(T a, T b)
{return a + b;
}decltype(add_to) *pf = add_to;
pf(1,2);

和模板函数一样，如果函数是重载的，也无法通过函数名来推断返回的函数类型，那么也无法返回函数指针，如下面的例子中声明pf为函数指针是错误的。

int add_to(int a, int b)
{return a + b;
}
int add_to(int a, int b,int c)
{return a + b +c;
}
decltype(add_to) *pf = add_to;
pf(1,2);

C++ 11 中decltype的主要作用

Decltype在C++11中的主要作用是用于申明返回值类型依赖于其参数类型的模板函数。例子如下：

template <typename _Tx, typename _Ty>
auto multiply(_Tx x, _Ty y)->decltype(x*y)
{return x*y;
}

注意这里的auto并没有做任何类型推断（关于auto的用法：参考C++ auto用法及应用详解），只是用来表明这里使用的是C++11 的拖尾返回类型（trailing return type）语法，也就是函数返回类型将在参数列表之后进行声明（在"->"之后），优点是可以使用函数参数来声明函数返回类型（如果将返回类型放置于函数之前，这里的参数x和y还没有被声明，因此不能被使用）。

参考：
《C++ Primer 第5版》2.5.3

以上就是decltype的详细介绍。如果有疑问，欢迎评论区下方留言；本人水平有限，如有错误，也欢迎在评论区下方批评指正。若是喜欢本文，就帮忙点赞吧

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