C++11 後置返回類型

C++11新標準增加的auto不僅可以自動推斷變量類型，還能結合decltype來表示函數的返回值。這些新特性可以讓我們寫出更簡潔、更現代的代碼。

在泛型編程中，可能需要通過參數的運算來得到返回值的類型。

方法1(可行但繁瑣)

我們看一下下面這個例子：

#include<iostream>
using namespace std;

template <typename R,typename T, typename U>
R add(T t,U u)
{
    return t+u;
}

int main()
{
    int a=1;
    float b=2.0;
    auto c = add<decltype(a+b)>(a,b);
}

我們並不關心a+b類型是什麼，因爲，只需要通過decltype(a+b)直接得到返回值類型即可。但像上面這樣使用十分不方便，因爲外部其實並不知道參數之間應該如何運算，只有add函數才知道返回值應當如何推導。

方法2(不可行)

那麼我們可不可以直接在函數定義上通過decltype拿到返回值呢？比如像這樣：

template <typename T, typename U>
decltype(t+u) add(T t,U u)           //編譯錯誤，t,u未定義
{
    return t+u;
}

運行後，編譯器會提示錯誤，告訴我們decltype(t+u)中t和u在此作用域中尚未聲明。
因爲t、u在參數列表中，而C++的返回值是前置語法，在返回值定義的時候參數變量還不存在。

方法3(可行但繁瑣)

對於本例子，可行的寫法如下：

template <typename T, typename U>
decltype(T()+U()) add(T t,U u)       
{
    return t+u;
}

考慮到T、U可能是沒有無參構造函數的類，正確的寫法應該是這樣：

template <typename T, typename U>
decltype((*(T*)0)+(*(U*)0)) add(T t,U u)       
{
    return t+u;
}

雖然成功地使用decltype完成了返回值的推導，但寫法過於晦澀，會大大增加decltype在返回值類型推導上的使用難度並降低了代碼的可讀性。

方法4(可行簡單推薦)

因此，在C++11中增加了返回類型後置語法，將decltype和auto結合起來完成返回值類型的推導。
返回類型後置語法是通過auto和decltype結合起來使用的。上面的add函數，使用新的語法可以寫成：

template <typename T, typename U>
auto add(T t,U u) ->decltype(t+u)       
{
    return t+u;
}

爲了進一步說明這個語法，再看另一個例子：

#include<iostream>
using namespace std;

int& foo(int& i);
float foo(float& f);

template <typename T>
auto func(T& val) -> decltype(foo(val))
{
    return foo(val);
}

在這個例子中，使用decltype結合返回值後置語法很容易推導出了foo(val)可能出現的返回值類型，並將其用到了func上。

返回值類型後置語法，是爲了解決函數返回值類型依賴於參數而導致難以確定返回值類型的問題。有了這種語法以後，對返回值類型的推導就可以用清晰的方式描述出來。