c++11 auto 與 decltype 詳解

時間 2019-12-20

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一. auto簡介c++

編程時候經常須要把表達式的值付給變量,須要在聲明變量的時候清楚的知道變量是什麼類型。然而作到這一點並不是那麼容易(特別是模板中)，有時候根本作不到。爲了解決這個問題，C++11新標準就引入了auto類型說明符，用它就能讓編譯器替咱們去分析表達式所屬的類型。和原來那些只對應某種特定的類型說明符(例如 int)不一樣。auto 讓編譯器經過初始值來進行類型推演。從而得到定義變量的類型，因此說 auto 定義的變量必須有初始值。編程

[cpp] view plain copy函數

//由val_1 和val_2相加的結果能夠推斷出item的類型
auto item = val_1 + val_2;//item 類型初始化爲val_1 + val_2相加後的類型,值爲val_1+val_2相加的值。

這裏的 item 的類型是編譯器在編譯的過程當中經過val_1和val_2的類型相加後推算出來的。假如是val_1(int) + val_2(double),那麼item的類型就是double..net

使用auto也能在一個語句中聲明多個變量，由於一個聲明雨具只能有一個基本數據類型，因此該雨具全部變量的初始基本數據類型都必須是同樣的。在這裏必定要區別數據類型和類型修飾符！！指針

[cpp] view plain copyc++11

int i = 3;
auto a = i,&b = i,*c = &i;//正確: a初始化爲i的副本,b初始化爲i的引用,c爲i的指針.
auto sz = 0, pi = 3.14;//錯誤,兩個變量的類型不同。

編譯器推斷出來的auto類型有時候會跟初始值的類型並不徹底同樣,編譯器會適當的改變結果類型使得其更符合初始化規則。對象

首先，正如咱們熟知的，使用引用實際上是使用引用的對象，特別當引用被用做初始值的時候，真正參與初始化的實際上是引用對象的值。此時編譯器以引用對象的類型做爲auto的類型：blog

[cpp] view plain copyci

int i = 0 ,&r = i;//定義一個整數i,而且定義r爲i的應用.
auto a = r; //這裏的a爲爲一個整數,其值跟此時的i同樣.

由此能夠看出auto會忽略引用，其次，auto通常會忽略掉頂層const，但底層const會被保留下來，好比當初始值是一個指向常量的指針時：get

[cpp] view plain copy

int i = 0;
const int ci = i, &cr = ci; //ci 爲整數常量,cr 爲整數常量引用
auto a = ci; // a 爲一個整數, 頂層const被忽略
auto b = cr; // b 爲一個整數，頂層const被忽略
auto c = &ci; // c 爲一個整數指針.
auto d = &cr; // d 爲一個指向整數常量的指針(對常量對象區地址是那麼const會變成底層const)

若是你但願推斷出auto類型是一個頂層的const，須要明確指出:

[cpp] view plain copy

const auto f = ci;

還能夠將引用的類型設爲auto,此時原來的初始化規則仍然適用(用於引用聲明的const都是底層const)：

[cpp] view plain copy

auto &g = ci; //g是一個整數常量引用，綁定到ci。
auto &h = 42; // 錯誤：很是量引用的初始值必須爲左值。
const auto &j = 42; //正確:常量引用能夠綁定到字面值。

二. decltype簡介

有的時候咱們還會遇到這種狀況，咱們但願從表達式中推斷出要定義變量的類型，但卻不想用表達式的值去初始化變量。還有多是函數的返回類型爲某表達式的的值類型。在這些時候auto顯得就無力了，因此C++11又引入了第二種類型說明符decltype，它的做用是選擇並返回操做數的數據類型。在此過程當中，編譯器只是分析表達式並獲得它的類型，卻不進行實際的計算表達式的值。

[cpp] view plain copy

decltype(f()) sum = x;// sum的類型就是函數f的返回值類型。

在這裏編譯器並不實際調用f函數，而是分析f函數的返回值做爲sum的定義類型。

基本上decltype的做用和auto很類似，就不一一列舉了。對於decltype還有一個用途就是在c++11引入的後置返回類型。

三. decltype 和 auto 區別

decltype在處理頂層const和引用的方式與auto有些許不一樣，若是decltype使用的表達式是一個變量，則decltype返回該變量的類型(包括頂層const和引用在內)。

[cpp] view plain copy

const int ci = 42, &cj = ci;
decltype(ci) x = 0; // x 類型爲const int
auto z = ci; // z 類型爲int
decltype(cj) y = x; // y 類型爲const int&
auto h = cj; // h 類型爲int

decltype還有一些值得注意的地方，咱們先來看看下面這段代碼：

[cpp] view plain copy

int i = 42, *p = &i, &r = i;
decltype(i) x1 = 0; //由於 i 爲 int ,因此 x1 爲int
auto x2 = i; //由於 i 爲 int ,因此 x2 爲int
decltype(r) y1 = i; //由於 r 爲 int& ,因此 y1 爲int&
auto y2 = r; //由於 r 爲 int& ,但auto會忽略引用，因此 y2 爲int
decltype(r + 0) z1 = 0; //由於 r + 0 爲 int ,因此 z1 爲int,
auto z2 = r + 0; //由於 r + 0 爲 int ,因此 z2 爲int,
decltype(*p) h1 = i; //這裏 h1 是int&，緣由後面講
auto h2 = *p; // h2 爲 int.

若是表達式的內容是解引用操做，則decltype將獲得引用類型。正如咱們所熟悉的那樣，解引用指針能夠獲得指針所指對象，並且還能夠給這個對象賦值。所以decltype(*p)的結果類型就是int&.

decltype和auto還有一處重要的區別是，decltype的結果類型與表達形式密切相關。有一種狀況須要特別注意：對於decltype 所用表達式來講，若是變量名加上一對括號，則獲得的類型與不加上括號的時候可能不一樣。若是decltype使用的是一個不加括號的變量，那麼獲得的結果就是這個變量的類型。可是若是給這個變量加上一個或多層括號，那麼編譯器會把這個變量看成一個表達式看待，變量是一個能夠做爲左值的特殊表達式，因此這樣的decltype就會返回引用類型：

[cpp] view plain copy

int i = 42;
//decltype(i) int 類型
//decltype((i)) int& 類型

這裏再指出一個須要注意的地方就是 = 賦值運算符返回的是左值的引用。換句話意思就是說 decltype(i = b) 返回類型爲 i 類型的引用。仔細看下面這段代碼：

[cpp] view plain copy

int main()
{
int i = 42;
decltype(i = 41) x = i;
auto y = i;
auto& z = i;
printf("i x y z 此時爲： %d %d %d %d\n", i,x,y,z);
i--;
printf("i x y z 此時爲： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
x--;
printf("i x y z 此時爲： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
y--;
printf("i x y z 此時爲： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
z--;
printf("i x y z 此時爲： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
return 0;
}

運行結果爲：

i x y z 此時爲： 42 42 42 42
i x y z 此時爲： 41 41 42 41
i x y z 此時爲： 40 40 42 40
i x y z 此時爲： 40 40 41 40
i x y z 此時爲： 39 39 41 39
由上面的代碼和運行結果能夠看出來，1.decltype(i = 41)中的賦值語句並無真正的運行。2. decltype(i = 41)返回的實際上是int&，也就是說x 實際上是 i 的引用。

瞭解了auto 和 decltype後，之後在使用的過程當中必定要分清二者的區別，防止在定義的時候產生const 與非const 以及引用與非引用 的差異！！

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