C++11新特性— auto 和 decltype 区别和联系

2017-01-05 11:04:19来源:oschina作者:geek_loser人点击

一. auto简介


编程时候常常需要把表达式的值付给变量,需要在声明变量的时候清楚的知道变量是什么类型。然而做到这一点并非那么容易(特别是模板中),有时候根本做不到。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我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)不同。auto 让编译器通过初始值来进行类型推演。从而获得定义变量的类型,所以说 auto 定义的变量必须有初始值。

//由val_1和val_2相加的结果可以推断出item的类型
autoitem=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中通过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.


使用auto也能在一个语句中声明多个变量,因为一个声明雨具只能有一个基本数据类型,所以该雨具所有变量的初始基本数据类型都必须是一样的。在这里一定要区别数据类型和类型修饰符!!

inti=3;
autoa=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.
autosz=0,pi=3.14;//错误,两个变量的类型不一样。

编译器推断出来的auto类型有时候会跟初始值的类型并不完全一样,编译器会适当的改变结果类型使得其更符合初始化规则。

首先,正如我们熟知的,使用引用其实是使用引用的对象,特别当引用被用作初始值的时候,真正参与初始化的其实是引用对象的值。此时编译器以引用对象的类型作为auto的类型:

inti=0,&r=i;//定义一个整数i,并且定义r为i的应用.
autoa=r;//这里的a为为一个整数,其值跟此时的i一样.

由此可以看出auto会忽略引用,其次,auto一般会忽略掉顶层const,但底层const会被保留下来,比如当初始值是一个指向常量的指针时:


inti=0;
constintci=i,&cr=ci;//ci为整数常量,cr为整数常量引用
autoa=ci;//a为一个整数,顶层const被忽略
autob=cr;//b为一个整数,顶层const被忽略
autoc=&ci;//c为一个整数指针.
autod=&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)

如果你希望推断出auto类型是一个顶层的const,需要明确指出:


constautof=ci;

还可以将引用的类型设为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):


auto&g=ci;//g是一个整数常量引用,绑定到ci。
auto&h=42;//错误:非常量引用的初始值必须为左值。
constauto&j=42;//正确:常量引用可以绑定到字面值。

二. decltype简介

有的时候我们还会遇到这种情况,我们希望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。还有可能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,所以C++11又引入了第二种类型说明符decltype,它的作用是选择并返回操作数的数据类型。在此过程中,编译器只是分析表达式并得到它的类型,却不进行实际的计算表达式的值。

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函数的返回值作为sum的定义类型。


基本上decltype的作用和auto很相似,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有些许不同,如果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)。


constintci=42,&cj=ci;decltype(ci)x=0;//x类型为constint
autoz=ci;//z类型为intdecltype(cj)y=x;//y类型为constint&
autoh=cj;//h类型为int

decltype还有一些值得注意的地方,我们先来看看下面这段代码:


inti=42,*p=&i,&r=i;decltype(i)x1=0;//因为i为int,所以x1为int
autox2=i;//因为i为int,所以x2为intdecltype(r)y1=i;//因为r为int&,所以y1为int&
autoy2=r;//因为r为int&,但auto会忽略引用,所以y2为intdecltype(r+0)z1=0;//因为r+0为int,所以z1为int,
autoz2=r+0;//因为r+0为int,所以z2为int,decltype(*p)h1=i;//这里h1是int&,原因后面讲
autoh2=*p;//h2为int.

如果表达式的内容是解引用操作,则decltype将得到引用类型。正如我们所熟悉的那样,解引用指针可以得到指针所指对象,而且还可以给这个对象赋值。因此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。有一种情况需要特别注意:对于decltype 所用表达式来说,如果变量名加上一对括号,则得到的类型与不加上括号的时候可能不同。如果decltype使用的是一个不加括号的变量,那么得到的结果就是这个变量的类型。但是如果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当作一个表达式看待,变量是一个可以作为左值的特殊表达式,所以这样的decltype就会返回引用类型:

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

这里再指出一个需要注意的地方就是 = 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:

intmain()
{
inti=42;decltype(i=41)x=i;autoy=i;auto&z=i;printf("ixyz此时为:%d%d%d%d/n",i,x,y,z);i--;printf("ixyz此时为:%d%d%d%d/n",i,x,y,z);x--;printf("ixyz此时为:%d%d%d%d/n",i,x,y,z);y--;printf("ixyz此时为:%d%d%d%d/n",i,x,y,z);z--;printf("ixyz此时为:%d%d%d%d/n",i,x,y,z);return0;
}

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可以看出来,1.decltype(i = 41)中的赋值语句并没有真正的运行。2. decltype(i = 41)返回的其实是int&,也就是说x 其实是 i 的引用。

了解了auto 和 decltype后,以后在使用的过程中一定要分清两者的区别,防止在定义的时候产生const 与非const 以及引用与非引用的差别!!

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