sairate
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- 新增现代 C++ 教程的 Preface 章节，包括英文和中文版本 - 添加 C++ Primer 练习代码 - 新增 Learn C++ 教程的 C++ 开发简介章节 - 添加头文件解析文档 - 更新 mkdocs.yml，包含新教程的目录结构 - 修改项目设置，使用 Python 3.10环境
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# 条款3：理解decltype
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* decltype 会推断出直觉预期的类型
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```cpp
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const int i = 0; // decltype(i) 为 const int
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struct Point {
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int x, y; // decltype(Point::x) 和 decltype(Point::y) 为 int
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};
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A a; // decltype(a) 为 A
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bool f(const A& x); // decltype(x) 为 const A&，decltype(f) 为 bool(const A&)
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if (f(a)) { // decltype(f(a)) 为 bool
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}
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int a[]{1, 2, 3}; // decltype(a) 为 int[3]
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```
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* decltype 一般用来声明与参数类型相关的返回类型。比如下面模板的参数是容器和索引，而返回类型取决于元素类型
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```cpp
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template <typename Container, typename Index>
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auto f(Container& c, Index i) -> decltype(c[i]) {
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return c[i]; // auto 只表示使用类型推断，推断的是 decltype
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}
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```
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* C++14 允许省略尾置返回类型，只留下 auto
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```cpp
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template <typename Container, typename Index>
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auto f(Container& c, Index i) {
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return c[i];
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}
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```
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* 但直接使用会发现问题
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```cpp
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std::vector<int> v{1, 2, 3};
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f(v, 1) = 42; // 返回 v[1] 然后赋值为 42，但不能通过编译
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```
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* operator[] 返回元素引用，类型为 int&，但 auto 推断为 int，因此上面的操作相当于给一个整型值赋值，显然是错误的
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* 为了得到期望的返回类型，需要对返回类型使用 decltype 的推断机制，C++14 允许将返回类型声明为 decltype(auto) 来实现这点
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```cpp
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template <typename Container, typename Index>
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decltype(auto) f(Container& c, Index i) {
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return c[i];
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}
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```
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* decltype(auto) 也可以作为变量声明类型
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```cpp
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int i = 1;
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const int& j = i;
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decltype(auto) x = j; // const int& x = j;
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* 但还有一些问题，容器传的是 non-const 左值引用，这就无法接受右值
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```cpp
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std::vector<int> makeV(); // 工厂函数
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auto i = f(makeV(), 5);
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```
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* 为了同时匹配左值和右值而又不想重载，只需要模板参数写为转发引用
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```cpp
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template <typename Container, typename Index>
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decltype(auto) f(Container&& c, Index i) {
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return std::forward<Container>(c)[i]; // 传入的实参是右值时，将 c 转为右值
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}
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// C++11版本
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template <typename Container, typename Index>
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auto f(Container&& c, Index i) -> decltype(std::forward<Container>(c)[i]) {
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authenticateUser();
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return std::forward<Container>(c)[i];
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}
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```
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### decltype的特殊情况
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* 如果表达式是解引用，decltype 会推断为引用类型
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```cpp
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int* p; // decltype(*p) 是 int&
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* 赋值表达式会产生引用，类型为赋值表达式中左值的引用类型
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```cpp
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int a = 0;
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int b = 1;
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decltype(a = 1) c = b; // int&
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c = 3;
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std::cout << a << b << c; // 033
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```
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* 如果表达式加上一层或多层括号，编译器会将其看作表达式，变量是一种可以作为赋值语句左值的特殊表达式，因此也得到引用类型。decltype((variable)) 结果永远是引用，declytpe(variable) 只有当变量本身是引用时才是引用
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```cpp
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int i; // decltype((i)) 是 int&
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```
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* 在返回类型为 decltype(auto) 时，这可能导致返回局部变量的引用
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```cpp
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decltype(auto) f1() {
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int x = 0;
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return x; // decltype(x) 是 int，因此返回 int
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}
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decltype(auto) f2() {
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int x = 0;
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return (x); // decltype((x)) 是 int&，因此返回了局部变量的引用
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}
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```
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| 总结： |
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| `decltype`几乎总是得到一个变量或表达式的类型而不需要任何修改 |
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| 对于非变量名的类型为`T`的左值表达式，`decltype`总是返回`T&` |
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| `C++14`支持`decltype(auto)`，它的行为就像`auto`,从初始化操作来推导类型，但是它推导类型时使用`decltype`的规则 |
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