31. 类型推导

C++ 11 引入了 auto 和 decltype 关键字，使用它们可以在编译期就推导出变量或者表达式的类型，方便开发者编码也简化了代码。

31.1. auto

auto 让编译器通过初始值来进行类型推演，从而获得定义变量的类型，所以 auto 定义的变量必须有初始值。

auto 会忽略引用。当引用被用作初始值的时候，真正参与初始化的其实是引用对象的值，此时编译器以引用对象的类型作为 auto 的类型。

auto 一般会忽略掉顶层 const，但底层 const 会被保留下来。如果希望推断出的 auto 类型是一个顶层 const，需要显式声明。

int i = 0;
int& ri = i;
const int ci = i;
auto j = ri; // int
auto pi = &ci; // const int* ，底层 const
const auto pc = &ci; // const int* const

31.2. decltype

有的时候我们希望从表达式中推断出要定义变量的类型，但却不想用表达式的值去初始化变量。decltype 的作用是选择并返回操作数的数据类型，在此过程中，编译器只是分析表达式并得到它的类型，却 不实际计算表达式的值 。

decltype 处理顶层 const 、引用的方式与 auto 有些许不同，如果 decltype 使用的表达式是一个变量，则 decltype 返回该变量的类型（包括顶层 const 和引用在内）。

const int ci = 0;
const int& ri = ci;
decltype(ci) x = 0; // const int
decltype(ri) y = x; // const int&
decltype(ri) z; // 错误，引用必须初始化

有些表达式会使得 decltype 返回一个引用类型，当这种情况发生时，意味着该表达式的结果对象能作为一条赋值语句的左值。

int i = 0;
int* p = &i;
decltype(i+4) j; // int
decltype(i=5) k = i; // int&，赋值语句返回引用类型，这里的赋值不会实际执行。
decltype(*p) m = i; // int&
cout << i << endl; // 0
i = 6;
cout << k << " " << m << endl; // 6 6

如果表达式的内容是解引用操作，则 decltype 将得到引用类型。正如我们所熟悉的那样，解引用指针可以得到指针所指对象，而且还可以给这个对象赋值，因此 decltype(*p) 的结果类型就是 int& 。

对于 decltype 所用的表达式来说，如果变量名加上一对括号，则得到的类型与不加上括号的时候可能不同。如果 decltype 使用的是一个不加括号的变量，那么得到的结果就是这个变量的类型；但是如果给这个变量加上一层或多层括号，那么编译器会把这个变量当作一个表达式看待，变量是一个可以作为左值的特殊表达式，所以这样的 decltype 就会返回引用类型。

int i = 0;
decltype(i) j;
decltype((i)) ri = i; // int&

利用 decltype 来推断类型还可以减少类的定义，下面两段代码是等价的：

struct Comparator
{
    bool operator()(int i, int j)
    {
        return i%10 > j%10;
    }
};
vector<int> vec{11,24,8,73,93,36};
priority_queue<int, vector<int>, Comparator> pq(vec.begin(), vec.end()); // 11 73 93 24 36 8

vector<int> vec{11,24,8,73,93,36};
auto comp = [](int i, int j){return i%10 > j%10;};
priority_queue<int, vector<int>, decltype(comp)> pq(vec.begin(), vec.end(), comp); // 11 73 93 24 36 8

31.3. 后置返回类型

在C++ 11中，函数声明 double foo(int i); 可以写成 auto foo(int i) -> double; 。

泛型编程场景中，返回值类型后置语法结合 decltype 用于自动推导返回值类型。

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

31.4. 参考资料

《C++ Primer 第5版中文版》 Page 61 – 63。
C++11：后置返回类型

https://hijk.tech/cpp/cpp11/trailing_return_type/