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decltype

decltype 是 C++11 引入的关键字,用于推导表达式的类型。它可以在编译时获取变量或表达式的静态类型(保留引用和 const 等修饰符),常用于泛型编程、模板元编程和自动类型推导场景。


基本用法

int x = 10;
decltype(x) y = x; // y 的类型为 int

const int& rx = x;
decltype(rx) ry = x; // ry 的类型为 const int&

核心规则

  1. 变量或表达式

    • decltype(e) 中的 e 是一个变量(无括号)或类成员访问,结果与该变量的声明类型一致(包括引用和 const)。
      
      int a = 0;
      decltype(a) b = a; // b: int
      
  2. 带括号的表达式

    • e 是带括号的表达式(如 (x)),则结果会根据表达式的值类别决定:
      • 左值T&
      • 右值T
      int x = 0;
      decltype((x)) y = x; // y: int& (因为 (x) 是左值)
      decltype(42) z = 1;   // z: int (因为 42 是右值)
      
  3. 函数调用

    • decltype(func()) 返回函数返回值的实际类型(包括引用)。
      
      std::string func();
      decltype(func()) s; // s: std::string
      

典型应用场景

  1. 模板中依赖表达式的返回类型

    template <typename T, typename U>
    auto add(T t, U u) -> decltype(t + u) {
       return t + u;
    }
    

    在 C++14+ 中可简化为 auto add(T t, U u) { return t + u; }

  2. 保存 lambda 表达式的类型

    auto lambda = [](int x) { return x * 2; };
    decltype(lambda) copy_lambda = lambda; // 复制同类型的 lambda
    
  3. 与 SFINAE(模板元编程)结合
    通过 decltype 检测成员函数或操作的存在性:

    template <typename T>
    auto has_begin(T&& t) -> decltype(t.begin(), std::true_type{});
    
  4. 替代后置返回类型(C++11)
    在需要推导复杂表达式类型的场景:

    template <typename Container>
    auto getValue(Container& c, size_t i) -> decltype(c[i]) {
       return c[i];
    }
    

auto/std::declval的区别

  • auto: 忽略顶层引用和 const,仅推导基础类型。
  • **std::declval<T>(): 在编译时模拟一个未构造的 T 类型的对象,常与 decltype配合使用:
using Type = decltype(std::declval<T>().member());

注意事项

  • decltype(auto) (C++14): 完全保留表达式的所有类型信息(包括引用)。
  • 避免冗余: 简单场景优先用 auto,复杂类型推导再用 decltype.

如果需要进一步探讨具体用例或底层机制,可以继续提问!


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