C++中为何decltype(a)为int类型，decltype(*p)却为int&类型

问题复现代码 #

#include <iostream>
int main()
{
    int a=3;
    int *p=&a;

    decltype (a) k1;
    decltype (*p) k2;
    
    return 0;
}

编译报错信息：

Declaration of reference variable 'k2' requires an initializer

核心原因：decltype的分情况推导规则 #

你看到的“decltype对可作为左值的表达式返回引用类型”的描述是不完整的，漏掉了decltype最高优先级的特殊匹配规则：

• 当decltype的操作数是没有括号包裹的单个变量/成员名时，推导结果直接取该变量声明时的原始类型，不会根据表达式的值类别做额外调整。
  本例中a是单个无括号的int变量，因此decltype(a)推导结果为int，k1是普通int变量，不需要初始化也可以通过编译。
• 当decltype的操作数不是上述的单个无括号标识符，而是其他任意表达式时，才会根据表达式的值类别推导：
  • 若表达式为左值（可放在赋值左侧，有稳定内存地址），推导结果为T&（T为表达式的基础类型）
  • 若表达式为将亡值，推导结果为T&&
  • 若表达式为纯右值（字面量、临时值等），推导结果为T
    本例中*p是指针解引用表达式，不属于单个无括号标识符，因此走第二条推导规则：解引用表达式的结果是左值，因此decltype(*p)推导结果为int&，引用类型必须在声明时绑定初始化，所以编译报错。

验证规则的小测试 #

你可以尝试把a用括号包裹后再推导：

decltype((a)) k3;

此时(a)不再是单个无括号标识符，走表达式推导规则，a是左值，因此k3的类型也是int&，同样会报需要初始化的编译错误，和k2的情况完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tyler durden