理解 decltype

C++ 11 中，的主要用途大概是声明那些返回值型别依赖于形参型别的函数模板。

        举个例子，如果我们想实现一个函数，其形参中包含一个容器（支持方括号下标语法），该函数会在返回下标操作前进行用户验证，同时要求函数的返回值型别必须与下标操作结果的返回值型别相同。

　　通常含有型别 T 的容器，其 operator[] 会返回 T&。例如：std::deque，std::vector 等，当然对于：std::vector<bool>，对应的 operator[] 会返回一个全新的对象，而不是 bool&。

       对于 C++ 11（允许对单表达式的 lambda 式的返回值型别进行推导），可以有下面的写法：(这里使用了返回值型别尾序语法，函数返回值的型别由 decltype(c[i]) 决定，可以使用形参 c，i)

template<typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container& c, Index i) -> decltype(c[i])   // 返回值型别是根据 decltype(c[i]) 推导出来的
{
    authenticateUser();
    return c[i];
}

　　对于 C++ 14（相比于 C++ 11 扩大了适用范围，对一切 lambda 式，一切函数，多表达式都可以进行返回值型别推导），这意味着可以去掉返回值型别尾序语法，而只保留前导 auto，如下：

template<typename Container, typename Index>
auto authAndAccess(Container& c, Index i) -> decltype(c[i])   
{
    authenticateUser();
    return c[i]; // 返回值型别是根据 c[i] 推导出来的
}   

std::deque<int> d;
...
aurhAndAccess(d, 5) = 10;   // 编译不通过，因为 d[5] 本身型别是 int&，但是 aurhAndAccess 的返回值型别是 int（是一个右值），即给右值赋值 10.

事实上，这种返回值型别推导存在问题，因为这里的 auto 型别推导（本质上是模板型别推导）会忽略初始化表达式的引用性（即 c[i] 的引用性）。
 
因此在 C++14 中，有另一种写法，如下：

template<typename Container, typename Index>
decltype(auto) authAndAccess(Container& c, Index i)  
{
    authenticateUser();
    return c[i]; 
}  

现在，authAndAccess 的返回值型别与 c[i] 的型别保持一致，因为返回值型别推导使用的是 decltype 型别推导规则。

decltype(auto) 是 C++14中的新用法，其中 auto 指定了要实施推导的型别，而推导过程采用的是 decltype的 型别推导规则。

此外，decltype(auto) 并不局限于函数返回值处使用，在变量声明也可使用，如下：

Widget w;

const Widget& cw = w;

auto myWidget1 = cw;            // auto 型别推导：myWidget1 的型别是 Widget

decltype(auto) myWidget2 = cw   //  decltype(auto) 型别推导：myWidget2 的型别是 const Widget&

上述 C++14 的写法还存问题：一个是只能用于左值容器；

为了使函数对右值容器也有作用，可以将函数的形参类型替换为万能应用，当然对万能引用需要使用完美转发来保持型别一致。代码如下：

template<typename Container, typename Index>   // C++14 最终写法
decltype(auto) authAndAccess(Container&& c, Index i)  
{
    authenticateUser();
    return std::forward<Container>(c)[i]; 
} 

template<typename Container, typename Index>   // C++11 最终写法
auto authAndAccess(Container&& c, Index i) -> decltype(std::forward<Container>(c)[i])
{
    authenticateUser();
    return std::forward<Container>(c)[i]; 
} 

C++14 支持 decltype(auto)，和 auto 一样，它会从其初始化表达式出发来推导型别，但是它的型别推导使用的是 decltype 的规则。