一、函数模板存在的类型问题

template<class T1,class T2>
void fun(T1 a, T2 b)
{(T1 or T2?)y = a + b;
}

语句y = a+b，其实我们并不知道y应该为什么类型，我们可以写成T1或者T2甚至可能是其类型。但是具体准确的写成哪一个呢？我们并不确定，因为用函数模板产生函数实体跟传入实参的类型有关，如果我们调用的时候是fun(int, double)那么按道理来说，结果应该是double，当然，如果我们用T1（在这里即int）也可以接收，只不过降低了结果的精确度。如果调用的时候是fun(short, int)那么结果准确类型的话，就是int类型的。甚至如果我们调用函数时fun(char , short)，那么结果准确类型应该是int类型（在这里加法运算会导致自动整数提升），这个时候既不是T1类型，也不是T2类型。除此之外，我们可能重载结构体或者类的"+"运算符，这会导致结果的类型更复杂多变。
C++11提出decltype关键字来解决这个问题。

二、decltype关键字

1.decltype基本用法和作用

int main()
{int x = 10;decltype(x) y1;//int类型short a = 2;char b = 1;decltype(a + b) y2;//int类型double c = 1;decltype(x + c) y3;//double类型return 0;
}

相当于decltype会自动推演类型，这一点我觉得和auto挺相像的。
那么我们的模板类就可以写成下面这样。

template<class T1,class T2>
void fun(T1 a, T2 b)
{decltype(a+b) y = a + b;
}

这样y类型就是精确的类型了。
即decltype的使用格式是：decltype (expression) y;即定义一个变量y,类型和expression类型相同。expression可以是变量也可以是表达式。
编译器为了确定类型，会遍历一个核对表。

（1）如果expression是一个没有用括号括起来的标识符，则y与这个标识符类型相同。
举例：
int a;
decltype(a) y;
那么y就是和a类型相同，是int类型，包括const限定符。
举例：
const int a = 10;
decltype(a) y = 20;
decltype(a) y2(20);
注意上面decltype两种用法都可，但是一定得给初始值，因为y和y2也是const int类型，所以一定得给初始值。
（2）如果expression是一个左值并且用括号括起来了，那么y是这个标识符类型的引用。
举例：
int a;
decltype ((a)) y1(x1);
const int b = 10;
decltype((b)) y2(x2);
注意在这里y1就是类型为int& 类型的变量，x1是给y1初始化的，x1一定是个左值，且肯定不能是const。y2是类型为const int& 类型的变量，x2是给y2初始化的。
总结来说，expression再加个括号，那么decltype定义的变量类型就是expression类型的引用。引用我们都知道，一定需要初始化，初始化规则和我们平常使用引用初始化规则都一样。
（3）如果expression是一个函数调用，那么y与函数返回值类型相同，注意在这里并没有实施调用函数，只是编译器根据函数返回值类型推出来变量y应该的类型。
举例：
int fun(){return 0;}
decltype(fun()) y1;
decltype((fun())) y2;
注意y1和y2都是与fun函数返回类型相同的类型，即int。并不会因为多加了括号而变成int&。也就是上面的第二点对于函数并不适用。
（4）如果上面的都不符合，那么y和表达式expression类型相同。
举例：
int a = 10;
int& b = a;
int& c = a;
float d = 10;
decltype(a+b) y1;
decltype(b+c) y2;
decltype(a+d) y3;
a+b为int类型，所以y1是int类型。
b+c也是int类型，所以y2是int类型。
a+d是float类型，所以y3是float类型。
模板函数内部的变量类型用C++11新增的关键字decltype解决了。但是函数返回类型呢？
比如：

template<class T1,class T2>
? fun(T1 a,T2 b)
{return x + y;
}

函数返回值类型是什么？我们并不确定，刚才讲了decltype，难道可以这样写？：

template<class T1,class T2>
decltype(x+y) fun(T1 a,T2 b)
{return a + b;
}

答案是不行！因为此时还没有执行函数体，还不知道x和y变量，编译器看不见x和y，没办法使用。我们可以用auto。在这里auto是一个占位符，表示后置返回类型提供的类型。编译器会在编译期间将auto替换为正确类型。而decltype是关键字。这也是它们俩的不同点。

template<class T1,class T2>
auto fun(T1 a,T2 b)->decleype(x+y)
{return a + b;
}

这种写法是我在书上看的，但是我们其实不用这么麻烦，可以直接这样写：

template<class T1,class T2>
auto fun(T1 a,T2 b)
{return a + b;
}

因为auto是占位符，没有什么其他特殊作用，是编译器编译期间推导出来类型，将auto替换为了正确推导出来的类型。auto除了占位这个作用，其他事情都是编译器做的。
其实我们前面说的decltype做的事情，我们可以用auto占位，让编译器编译期间将auto替换掉。
比如：
int a = 10;
float b = 20;
auto x1 = a;
auto x2(a+b);
auto x2 = (a+b);
发现auto可以基本替代掉decltype的作用。只不过定义变量使用auto占位时，必须给出变量的初始值或者表达式，这样编译器才会有推导变量类型的依据，才能用正确类型替换掉占位符auto。

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