decltype，在C++中，作為操作符，用於查詢表達式的數據類型。decltype在C++11標準制定時引入，主要是為泛型編程而設計，以解決泛型編程中，由於有些類型由模板參數決定，而難以（甚至不可能）表示之的問題。
泛型編程在整個1990年代越發流行，對實現類型推導機制的需求也應運而生。為此，許多編譯器廠商都基於程式語言現有的功能，自行實現了這類操作符，其實現如typeof，以及一些功能有限，但更易移植的實現。2002年間，比雅尼·史特勞斯特魯普提議在C++內標準化這類操作符，並將之加入C++；且建議命之為“decltype”，以反映其具有獲取表達式的“聲明類型”（Declared Type）的功能。
從語義上說，decltype的設計適合於通用庫編寫者與編程新手。總體上說，對於目標對象或函式，由decltype推導出的類型與源碼中的定義可精確匹配。而正如sizeof操作符一樣，decltype亦不需對運算元求值。
基本介紹
目錄,設計構想,語義,可用性,例子,
目錄
- 1 設計構想
- 2 語義
- 3 可用性
設計構想
隨著C++引入模板，以及由標準模板庫引領的泛型編程逐漸興起，實現一個能獲取表達式類型的機制的需求便由此出現，而這一機制常稱為typeof。在泛型編程中，若類型由函式參數決定，則獲知之常非易事，在需要獲取函式模板實例化的返回類型時尤然。
許多廠商以編譯器擴展的形式，提供了typeof操作符，以滿足這一需求。早在C++還未完全標準化的1997年，布萊恩·帕克（Brian Parker）就基於sizeof操作符，提出了一種可移植的解決方案。對此，比爾·吉本斯（Bill Gibbons）則提出，這一方案仍有諸多限制，而且通常來說，直接引入typeof機制效果都更好。2000年10月，安德烈·亞歷山德雷斯庫在IT技術雜誌《Dr. Dobb's Journal》上評論道：“（若）有typeof（操作符），撰寫和理解模板代碼就會便易許多。”他也提到“typeof和sizeof（操作符）有相同的後端，（這是）因為sizeof無論如何必須去計算類型。”安德魯·克尼格與芭芭拉·E·摩（Barbara E. Moo）也談到內建於程式語言中的typeof功能非常有用，但也提醒道“使用時常會引入一些難以發覺的程式錯誤，且尚有無法解決的問題（即並非萬用）。”並提出可以利用類型轉換（如使用標準模板庫所提供的typedef），更有效、更通用地實現這一功能。但是，史蒂夫·丹斯特（Steve Dewhurst）則稱如此轉換“在設計與發布上花費巨大”，而且“採用直接提取表達式類型的方法更簡單。”（大意）2011年間，在一篇關於C++0x的文章中，克尼格和摩預言道：“decltype將會廣泛用於為每日的程式編寫提供便利。”
2002年間， 比雅尼·史特勞斯特魯普提議擴充C++程式語言，為之引入查詢表達式類型，以及不必指明類型便可初始化對象的機制。史特勞斯特魯普注意到，在GCC與EDG編譯器中，typeof所提供的“引用丟棄”（reference-dropping）語義可能存在問題；另一方面，若使用基於表達式左值性、返回一個引用類型的操作符實現之，又難以理解。於是，在呈交給C++標準委員會的初始提案中，便將兩種實現方法雜糅起來：只有當表達式的聲明類型包含一個引用時，操作符才會返回一個引用類型。為強調推導出的類型能確實反映表達式的聲明類型，提案中提議將此操作符命名為decltype。提案還提及了decltype的一項主要設計初衷，也即讓編寫完美的轉發函式成為可能。在編程時，程式設計師有時需要編寫一個泛型轉發函式，使之不論以何種類型實例化，都能返回同於包裝函式的類型，而若無decltype操作符，就幾乎不可能做到這一點。decltype的樣例代碼如下所示，其中利用了C++11標準中的“返回類型後置”（trailing-return-type）語法。
int& foo(int& i);float foo(float& f); template <class T> auto transparent_forwarder(T& t) −> decltype(foo(t)) { return foo(t);}
decltype便是本段代碼的核心部分，用於保存“包裝函式是否返回一個引用類型”這一信息 。
語義
- 若e是一個左值（lvalue，即“可定址值”），則decltype(e)將返回T&，其中T為e的類型；
- 若e是一個x值（xvalue），則返回值為T&&；
- 若e是一個純右值（prvalue），則返回值為T。
這些語義是為滿足通用庫編寫者的需求而設計，但由於decltype的返回類型總與對象（或函式）的定義類型相匹配，這對編程新手來說也更為直觀。更正式地說，規則1適用於不帶括弧的標識符表達式（id-expression）與類成員訪問表達式。示例如下：
const int&& foo();const int bar();int i;struct A { double x; };
const A* a = new A();
decltype(foo()) x1; // 類型為const int&&
decltype(bar()) x2; // 類型為int
decltype(i) x3; // 類型為int
decltype(a->x) x4; // 類型為double
decltype((a->x)) x5; // 類型為const double&
由上可見，最後兩個對decltype的調用，返回結果有所不同。這是因為，帶括弧的表達式(a->x)既非“標識符表達式”，亦非類訪問表達式，因而未指向一個命名對象，而是一個左值，於是推導類型便為“指向表達式類型的引用”，亦即const double&。
在2008年12月，雅克·雅爾維（Jaakko Järvi）向標準委員會指出一個問題：在C++中，“帶限定標識符”（qualified-id）無法由decltype作成，而這正與“decltype(e)可作‘類型定義名’（typedef-name）看待”的設計初衷不一致。在評論標準委員會為C++0x（C++11前名）制定的正式草案時，日本ISO會員成員提到，“一個定義域操作符（::）不適用於decltype，但本應適用才對。（若能解決這一問題，則）這在需要從實例中獲取成員類型（嵌套類型）很有用，如下所示”：
vector<int> v;decltype(v)::value_type i = 0; // int i = 0;
可用性
decltype包含於當前的C++標準C++11中，並由許多編譯器以擴展的形式提供：微軟在Visual C++ 2010編譯器中提供了decltype操作符，基本實現了標準委員會提案中所描述的語義，並且在託管代碼或原生代碼中都可使用。據其文檔稱，這一實現“主要對編寫模板庫的開發者有用。”從2008年3月5日發布的4.3版開始，GCCC++編譯器也加入了decltype操作符。這一操作符也已納入了Codegear的C++ Builder 2009、Intel C++編譯器與Clang。
例子
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <ostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
using namespace std;
struct Plus {
template <typename T, typename U>
auto operator()(T&& t, U&& u) const
-> decltype(forward<T>(t) + forward<U>(u)) {
return forward<T>(t) + forward<U>(u);
}
};
int main() {
vector<int> i;
i.push_back(1);
i.push_back(2);
i.push_back(3);
vector<int> j;
j.push_back(40);
j.push_back(50);
j.push_back(60);
vector<int> k;
vector<string> s;
s.push_back("cut");
s.push_back("flu");
s.push_back("kit");
vector<string> t;
t.push_back("e");
t.push_back("ffy");
t.push_back("tens");
vector<string> u;
transform(i.begin(), i.end(), j.begin(), back_inserter(k), Plus());
transform(s.begin(), s.end(), t.begin(), back_inserter(u), Plus());
for_each(k.begin(), k.end(), [](int n) { cout << n << " "; });
cout << endl;
for_each(u.begin(), u.end(), [](const string& r) { cout << r << " "; });
cout << endl;
}
結果：
41 52 63
cute fluffy kittens
如果在C++98，你不得不傳遞模板參數類型來調用plus<int>() 和 plus<string>()，重複聲明一次元素類型。
