c++11 auto 与 decltype 详解

时间 2019-12-20

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一. auto简介c++

编程时候经常须要把表达式的值付给变量,须要在声明变量的时候清楚的知道变量是什么类型。然而作到这一点并不是那么容易(特别是模板中)，有时候根本作不到。为了解决这个问题，C++11新标准就引入了auto类型说明符，用它就能让编译器替咱们去分析表达式所属的类型。和原来那些只对应某种特定的类型说明符(例如 int)不一样。auto 让编译器经过初始值来进行类型推演。从而得到定义变量的类型，因此说 auto 定义的变量必须有初始值。编程

[cpp] view plain copy函数

//由val_1 和val_2相加的结果能够推断出item的类型
auto item = val_1 + val_2;//item 类型初始化为val_1 + val_2相加后的类型,值为val_1+val_2相加的值。

这里的 item 的类型是编译器在编译的过程当中经过val_1和val_2的类型相加后推算出来的。假如是val_1(int) + val_2(double),那么item的类型就是double..net

使用auto也能在一个语句中声明多个变量，由于一个声明雨具只能有一个基本数据类型，因此该雨具全部变量的初始基本数据类型都必须是同样的。在这里必定要区别数据类型和类型修饰符！！指针

[cpp] view plain copyc++11

int i = 3;
auto a = i,&b = i,*c = &i;//正确: a初始化为i的副本,b初始化为i的引用,c为i的指针.
auto sz = 0, pi = 3.14;//错误,两个变量的类型不同。

编译器推断出来的auto类型有时候会跟初始值的类型并不彻底同样,编译器会适当的改变结果类型使得其更符合初始化规则。对象

首先，正如咱们熟知的，使用引用实际上是使用引用的对象，特别当引用被用做初始值的时候，真正参与初始化的实际上是引用对象的值。此时编译器以引用对象的类型做为auto的类型：blog

[cpp] view plain copyci

int i = 0 ,&r = i;//定义一个整数i,而且定义r为i的应用.
auto a = r; //这里的a为为一个整数,其值跟此时的i同样.

由此能够看出auto会忽略引用，其次，auto通常会忽略掉顶层const，但底层const会被保留下来，好比当初始值是一个指向常量的指针时：get

[cpp] view plain copy

int i = 0;
const int ci = i, &cr = ci; //ci 为整数常量,cr 为整数常量引用
auto a = ci; // a 为一个整数, 顶层const被忽略
auto b = cr; // b 为一个整数，顶层const被忽略
auto c = &ci; // c 为一个整数指针.
auto d = &cr; // d 为一个指向整数常量的指针(对常量对象区地址是那么const会变成底层const)

若是你但愿推断出auto类型是一个顶层的const，须要明确指出:

[cpp] view plain copy

const auto f = ci;

还能够将引用的类型设为auto,此时原来的初始化规则仍然适用(用于引用声明的const都是底层const)：

[cpp] view plain copy

auto &g = ci; //g是一个整数常量引用，绑定到ci。
auto &h = 42; // 错误：很是量引用的初始值必须为左值。
const auto &j = 42; //正确:常量引用能够绑定到字面值。

二. decltype简介

有的时候咱们还会遇到这种状况，咱们但愿从表达式中推断出要定义变量的类型，但却不想用表达式的值去初始化变量。还有多是函数的返回类型为某表达式的的值类型。在这些时候auto显得就无力了，因此C++11又引入了第二种类型说明符decltype，它的做用是选择并返回操做数的数据类型。在此过程当中，编译器只是分析表达式并获得它的类型，却不进行实际的计算表达式的值。

[cpp] view plain copy

decltype(f()) sum = x;// sum的类型就是函数f的返回值类型。

在这里编译器并不实际调用f函数，而是分析f函数的返回值做为sum的定义类型。

基本上decltype的做用和auto很类似，就不一一列举了。对于decltype还有一个用途就是在c++11引入的后置返回类型。

三. decltype 和 auto 区别

decltype在处理顶层const和引用的方式与auto有些许不一样，若是decltype使用的表达式是一个变量，则decltype返回该变量的类型(包括顶层const和引用在内)。

[cpp] view plain copy

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

decltype还有一些值得注意的地方，咱们先来看看下面这段代码：

[cpp] view plain copy

int i = 42, *p = &i, &r = i;
decltype(i) x1 = 0; //由于 i 为 int ,因此 x1 为int
auto x2 = i; //由于 i 为 int ,因此 x2 为int
decltype(r) y1 = i; //由于 r 为 int& ,因此 y1 为int&
auto y2 = r; //由于 r 为 int& ,但auto会忽略引用，因此 y2 为int
decltype(r + 0) z1 = 0; //由于 r + 0 为 int ,因此 z1 为int,
auto z2 = r + 0; //由于 r + 0 为 int ,因此 z2 为int,
decltype(*p) h1 = i; //这里 h1 是int&，缘由后面讲
auto h2 = *p; // h2 为 int.

若是表达式的内容是解引用操做，则decltype将获得引用类型。正如咱们所熟悉的那样，解引用指针能够获得指针所指对象，并且还能够给这个对象赋值。所以decltype(*p)的结果类型就是int&.

decltype和auto还有一处重要的区别是，decltype的结果类型与表达形式密切相关。有一种状况须要特别注意：对于decltype 所用表达式来讲，若是变量名加上一对括号，则获得的类型与不加上括号的时候可能不一样。若是decltype使用的是一个不加括号的变量，那么获得的结果就是这个变量的类型。可是若是给这个变量加上一个或多层括号，那么编译器会把这个变量看成一个表达式看待，变量是一个能够做为左值的特殊表达式，因此这样的decltype就会返回引用类型：

[cpp] view plain copy

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

这里再指出一个须要注意的地方就是 = 赋值运算符返回的是左值的引用。换句话意思就是说 decltype(i = b) 返回类型为 i 类型的引用。仔细看下面这段代码：

[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 此时为： %d %d %d %d\n", i,x,y,z);
i--;
printf("i x y z 此时为： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
x--;
printf("i x y z 此时为： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
y--;
printf("i x y z 此时为： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
z--;
printf("i x y z 此时为： %d %d %d %d\n", i, x, y, z);
return 0;
}

运行结果为：

i x y z 此时为： 42 42 42 42
i x y z 此时为： 41 41 42 41
i x y z 此时为： 40 40 42 40
i x y z 此时为： 40 40 41 40
i x y z 此时为： 39 39 41 39
由上面的代码和运行结果能够看出来，1.decltype(i = 41)中的赋值语句并无真正的运行。2. decltype(i = 41)返回的实际上是int&，也就是说x 实际上是 i 的引用。

了解了auto 和 decltype后，之后在使用的过程当中必定要分清二者的区别，防止在定义的时候产生const 与非const 以及引用与非引用 的差异！！