今天我们来聊聊 decltype 关键字，它是 C++11 新增的一个关键字，和 auto 的功能一样，都是用来在编译时期进行自动类型推导。

decltype 是「declare type」的缩写，译为「声明类型」。

既然已经有了 auto 关键字，为什么还需要 decltype?

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 用起来非常不方便，甚至压根无法使用，所以引入了 decltype 关键字。

下面通过介绍 decltype 的用法，体会一下和 auto 的不同。

`decltype` 的用法

decltype 关键字用于检查实体的声明类型或表达式的类型，并且不会对表达式进行求值。

1、基本用法

decltype 可以直接用于变量，获取其类型。

int x = 1;
decltype(x) y = x; // y 的类型为 int
decltype(10.8) z = 5.5; //z 的类型为 double
decltype(z + 100) a;  //a 的类型为 double

2、与复杂表达式一起使用

decltype 可以用于更复杂的表达式中。

std::vector<int> v;
decltype(v.begin()) it = v.begin(); // it的类型为std::vector<int>::iterator

3、用于函数返回类型推导

在 C++11 及以后的版本中，decltype 可用于精确推导函数返回类型，尤其是当返回类型依赖于函数参数时。

template<typename A, typename B>
auto add(A a, B b) -> decltype(a + b) {
    return a + b;
}

在这个例子中，函数 add 的返回类型通过 decltype 自动推导，这样函数就能够处理不同类型的参数，并返回正确的类型。

4、结合auto和decltype用于自动类型推导

decltype还可以与auto结合使用，以便在需要类型匹配的场景中自动推导变量类型。

auto x = 1;
decltype(auto) y = x; // y的类型为int

decltype 推导规则

上面的例子让我们初步感受了 decltype 的用法，但你不要认为 decltype 就这么简单，它的用法实际上可以非常复杂。

如果 decltype(exp) 中的表达式 exp，其类型为 T，那么：

如果 exp 的值类型是 xvalue（将亡值），decltype 推导出的类型是 T&&；
如果 exp 的值类型是 lvalue（左值），decltype 推导出的类型是 T&；
如果 exp 的值类型是 prvalue（纯右值），decltype 推导出的类型是 T。

上面这三条规则有点抽象，不像人说的话，其中的「值类型」，在后面的文章中会详细解释。

当前只要记住下面这三条规则，就能应对 90% 的场景：

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，那么 decltype(exp) 的类型就和 exp 一致，这是最常见的情况。
如果 exp 是函数调用，那么 decltype(exp) 的类型就和函数返回值的类型一致。
如果 exp 是一个左值，或者被括号()包围，那么 decltype(exp) 的类型就是 exp 的引用；假设 exp 的类型为 T，那么 decltype(exp) 的类型就是 T&。

代码示例

我们通过一个具体的例子来展示 decltype 的实际应用。

假设我们需要实现一个泛型函数，该函数能够根据传入参数的类型动态决定返回值的类型。

#include <iostream>
#include <vector>

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

int main() {
    auto result1 = multiply(5, 4); // result1的类型为int
    std::cout << "int result: " << result1 << std::endl;

    auto result2 = multiply(3.14, 2.71); // result2的类型为double
    std::cout << "double result: " << result2 << std::endl;
}

在这个例子中，函数 multiply 能够根据传入参数的类型（无论是整型还是浮点型），通过 decltype 自动推导出正确的返回类型。这种类型推导不仅使代码更加灵活和通用，也保持了类型安全，避免了类型不匹配的错误。

decltype 提供了一种方式，来捕获表达式的类型，而不实际计算表达式的值。这在模板编程、泛型编程以及需要精确控制类型的场景中非常有用。结合 auto 关键字，decltype 为C++程序提供了更大的灵活性和表达能力。

C++11 新特性：自动类型推导 auto 和 decltype（中）

decltype 的用法

decltype 推导规则

代码示例

`decltype` 的用法