C++11/14中 auto 和 decltype的使用

￡神魔★判官ぃ 2022-05-29 07:06 142阅读 0赞

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C++11 引入了 auto 和 decltype 这两个关键字实现了类型推导，让编译器来 操心变量的类型。这使得 C++ 也具有了和其他现代编程语言一样，某种意义上提供了无需操心变量类型的使用习惯。

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# auto #

auto 在很早以前就已经进入了 C++，但是他始终作为一个存储类型的指示符存 在，与 register 并存。在传统 C++ 中，如果一个变量没有声明为 register 变量，将自动被视为一个 auto 变量。而随着 register 被弃用，对 auto 的 语义变更也就非常自然了。 使用 auto 进行类型推导的一个最为常见而且显著的例子就是迭代器。在以前我 们需要这样来书写一个迭代器：

for(vector::const_iterator itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr)

而有了 auto 之后可以：

// 由于 cbegin() 将返回 vector::const_iterator 
    // 所以 itr 也应该是 vector::const_iterator 类型 
    for(auto itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr);

一些其他的常见用法：

auto i = 5; // i 被推导为 int 
    auto arr = new auto(10) // arr 被推导为 int *

**注意**： auto 不能用于函数传参，因此下面的做法是无法通过编译的（考虑重 载的问题，我们应该使用模板）：

int add(auto x, auto y);

此外，auto 还不能用于推导数组类型：

#include <iostream>
    int main() 
    {
        auto i = 5; 
        int arr[10] = {
       0}; 
        auto auto_arr = arr;
        auto auto_arr2[10] = arr;
        return 0; 
    }

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# decltype #

decltype 关键字是为了解决 auto 关键字只能对变量进行类型推导的缺陷而出现的。  
它的用法和 sizeof 很相似：

decltype(表达式)

有时候，我们可能需要计算某个表达式的类型，例如：

auto x = 1; 
    auto y = 2; 
    decltype(x+y) z;

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# 尾返回类型、auto 与 decltype 配合 #

你可能会思考，auto能不能用于推导函数的返回类型。考虑这样一个例子加法 函数的例子，在传统 C++ 中我们必须这么写：

template <typename R. typename T, typename U>
    R add(T x, U y) 
    { 
        return x+y;
    }

typename 和 class 在模板中没有区别，在 typename 这个关键字出现之前，都是使用 class 来定义模板参数的。  
这样的代码其实变得很丑陋，因为程序员在使用这个模板函数的时候，必须明确指出返回类型。  
但事实上我们并不知道add()这个函数会做什么样的操作，获得一个什么样的返回类型。  
在C++11中这个问题得到解决。虽然你可能马上会反应出来使用 decltype 推导 x+y 的类型，写出这样的代码：

decltype(x+y) add(T x, U y){};

但事实上这样的写法并不能通过编译。这是因为在编译器读到 decltype(x+y) 时， x和 y尚未被定义。  
为了解决这个问题，C++11还引入了一个叫做尾返回类型（trailing return type），利用 auto 关键字将返回类型后置：

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

令人欣慰的是从 C++14 开始是可以直接让普通函数具备返回值推导，因此下面的 写法变得合法：

template <typename T, typename U>
    auto add(T x, U y) 
    { 
        return x+y; 
    }

[https_github.com_changkun_cpp1x-tutorial]: https://github.com/changkun/cpp1x-tutorial