decltype 类型推导规则详解
decltype 的类型推导规则核心是完全依据表达式的原始类型和值类别（lvalue/rvalue） 进行推导，不会像 auto 那样忽略顶层 const。以下是几种典型情况及推导规则：
一、情况1：表达式为普通变量/函数名（非括号包裹）
规则：直接推导为变量/函数的原始类型（保留顶层 const、引用、volatile 等所有修饰符）。
const int x = 42; // x的类型：const int（顶层const）
decltype(x) a = x; // a的类型：const int（保留顶层const）
a = 100; // 错误：a是const int，不可修改
int& func(); // 函数返回类型：int&
decltype(func()) b = x; // b的类型：int&（保留引用）
b = 200; // 正确：通过引用修改x的值（x变为200）
二、情况2：表达式为函数调用
规则：推导为函数的返回类型（不执行函数，仅看声明），保留引用和 const。
int foo(); // 返回类型：int
decltype(foo()) c = 10; // c的类型：int
const int& bar(); // 返回类型：const int&
decltype(bar()) d = x; // d的类型：const int&（保留const和引用）
三、情况3：表达式为左值（lvalue）且非变量名
规则：推导为该类型的左值引用（T&）。常见场景：赋值表达式、解引用指针、数组元素访问等。
int a = 3, b = 4;
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
// 1. 赋值表达式是左值
decltype(a = b) e = a; // a = b 返回a的左值，推导为 int&
e = 100; // a变为100
// 2. 解引用指针是左值
int* p = &a;
decltype(*p) f = a; // *p是左值，推导为 int&
// 3. 数组元素访问是左值
decltype(arr[0]) g = arr[0]; // arr[0]是左值，推导为 int&
四、情况4：表达式为右值（rvalue）
规则：推导为该类型本身（非引用）。常见场景：字面量、算术表达式、临时对象等。
// 1. 字面量是右值
decltype(42) h = 10; // 42是右值，推导为 int
// 2. 算术表达式是右值
decltype(a + b) i = 20; // a + b返回右值，推导为 int
五、情况5：表达式带双层括号 (expr)
规则：无论 expr 原本是否为变量，均视为表达式处理（左值表达式推导为 T&，右值推导为 T）。
int x = 5;
decltype(x) j = 10; // 情况1：x是变量，推导为 int
decltype((x)) k = x; // 情况5：(x)视为表达式（左值），推导为 int&
k = 20; // x变为20
六、情况6：表达式为指针/成员访问
规则：根据运算符特性判断值类别：
*p（解引用）：左值 → 推导为T&p->member或obj.member：若成员是变量，则同情况1（保留原始类型）
struct S { int num; };
S s;
S* ptr = &s;
decltype(*ptr) l = s; // *ptr是左值（指向对象），推导为 S&
decltype(ptr->num) m = 3; // num是int变量，推导为 int（同情况1）
七、情况7：表达式为数组
规则：推导为数组类型（而非指针），保留数组大小。
int arr[5];
decltype(arr) n; // n的类型：int[5]（数组类型）
n[0] = 10; // 正确：可通过数组下标访问
// 对比auto：auto会推导为指针（int*）
auto arr_ptr = arr; // arr_ptr的类型：int*
八、情况8：与 decltype(auto) 结合（C++14）
规则：用于函数返回类型推导，自动根据表达式值类别选择推导规则（等价于 decltype(expr)），避免显式写复杂类型。
// 例1：返回左值引用
decltype(auto) func1(int& x) {
return x; // 返回x（左值），推导为 int&
}
// 例2：返回右值
decltype(auto) func2(int x) {
return x + 1; // 返回临时值（右值），推导为 int
}
核心对比：decltype vs auto
| 特性 | decltype(expr) | auto |
|---|---|---|
顶层 const |
保留（如 const int → const int） |
去除（如 const int → int） |
| 引用 | 保留（如左值表达式 → T&） |
去除（如 int& → int） |
| 表达式值类别 | 敏感（左值→T&，右值→T） |
不敏感（统一按值推导） |
| 括号影响 | 有（(x) 视为表达式，可能推导为 T&） |
无（auto (x) = y 等价于 auto x） |
记忆口诀
decltype 推导三原则：
- 变量名直接给类型，函数调用看返回；
- 左值表达式加引用，右值表达式原样来；
- 括号包裹变表达式，数组指针要分开。