简介
这一系列文章介绍Microsoft Visual Studio 2010 中支持的C++ 0x特性，目前有三部分。
Part 1 ： 介绍了Lambdas， 赋予新意义的auto，以及 static_assert；
Part 2 ： 介绍了右值引用（Rvalue References）；
Part 3 ： 介绍了表达式类型（decltype）。
今天我要讲 decltype，它让完美转发函数能够返回任意类型的东西。对编写高度泛型的人来说这是很有趣的的特性。
返回类型问题
C++98/03 有一个有意思的盲点：给定一个像 x * y 的表达式， x 和 y 是任意类型，你却没法知道 x * y 的类型。假如 x 是 Watts 类型的， y 是 Seconds 类型的，那 x * y 的类型可能会是 Joules 类型的。 给定声明 print（const T& t），调用 print（ x * y ） ，在这里 T 会被推导为 Joules 类型。但反过来却不是这样的：当你写个函数 multiply（const A& a， const B& b） ，你无法指定它的通用返回类型。即使是实例化成 multiply<A， B>（） ，编译器也晓得 x * y 的类型，但你就是没办法得到那样的信息（指返回类型）。C++0x 中的关键词 decltype 扫除了这个盲点，让你能够说“ multiply（） 返回 x * y 类型的东西”。（decltype 是 "declared type" 的缩写，我把它读作谐音 “speckle type”。）
decltype：模式
下面是一个完全泛化的封装 +（） 操作符的函数因子。这个“加法”因子不是一个模板，但它有一个模板函数，这个模板函数带两个任意类型（当然是不同类型的）参数，并把它们想加，然后返回任意类型（可能跟两个参数的类型完全不同）的结果。
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C：\Temp>type plus.cpp #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； } C：\Temp>cl /EHsc /nologo /W4 plus.cpp plus.cpp C：\Temp>plus 41 52 63 cute fluffy kittens |
拿 C++98/03 <functional> 中的 std：：plus<T> （在 C++0x 没有变动）来作对比，后者是一个类模板，你不得不传递模板参数类型来调用 plus<int>（） 和 plus<string>（），重复声明一次元素类型。并且后者那个形式为 T operator（）（const T& x， const T& y） 的非模板函数调用操作符，如果不借助于隐式类型转换，就不能将两种不同类型的东西相加，更不用说 3 种不同类型的情况了（译注：两个参数类型 + 一个返回类型）。（你可以传递 string 和 const char * 类型的实参来调用 const plus<string>（），那样的话就会在串接操作之前，基于第二个参数（const char *）构建一个临时 string，这样做在性能上不可取）。 再者，因为它的参数是 const T& 形式的，这就不能使用 C++0x 的 move 语意来获得好处。Plus 避免了上述问题：调用 Plus（） 不需要重复声明元素的类型，它也可以处理 “3 种” 不同类型的情况，并且它用了完美转发，因而能够使用 move 语意。
trailing return type
现在让我们再来看看这个模板函数调用操作符：
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）；
}
这里的 auto 与 for （ auto i = v.begin（）； i ！= v.end（）； ++i） 中的含义完全不同， 在 for 中它是指“把用来初始化对象的类型当做对象的类型”，而在这里它是指“这个函数有 trailing-return-type，只有指定实参之后，才能确定它返回什么类型”（C++0x 提案 N2857 中把这个称作 “late-specified return type”，但它将被重命名为 “trailing-retrun-type”（提案 N2859 ））。这里看起来和 lambda 函数是如何指定返回类型的很相似，其实它们就是一样的。lambda 函数的返回类型必须出现在 lambda 导引符 [] 之后（右边）。在这里，decltype-powered 类型也必须出现在函数参数 t 和 u 之后（右边）。autoT 和 U 对它是可见的，但是函数参数 t 和 u 还不可见，这就是为什么需要 decltype 的原因。（从技术上来讲， decltype（forward<T>（*static_cast<T *>（0）） + forward<U>（*static_cast<U *>（0））） 可以在左边出现，但那看起来会让人不舒服）。
至于在返回语句中还要使用与传给 decltype 的表达式相同的形式，是为了确保在任何情况下都能正确工作。（突击测验：为什么 decltype（t + u） 就不对呢？）。这里的重复是不可避免的，但因为集中-只出现一次且代码位置靠近，所以不会有什么危险。