C++11新特性中auto 和 decltype 區(qū)別和聯(lián)系

一. auto簡(jiǎn)介

編程時(shí)候常常需要把表達(dá)式的值付給變量,需要在聲明變量的時(shí)候清楚的知道變量是什么類(lèi)型。然而做到這一點(diǎn)并非那么容易(特別是模板中)，有時(shí)候根本做不到。為了解決這個(gè)問(wèn)題，C++11新標(biāo)準(zhǔn)就引入了auto類(lèi)型說(shuō)明符，用它就能讓編譯器替我們?nèi)シ治霰磉_(dá)式所屬的類(lèi)型。和原來(lái)那些只對(duì)應(yīng)某種特定的類(lèi)型說(shuō)明符(例如 int)不同。auto 讓編譯器通過(guò)初始值來(lái)進(jìn)行類(lèi)型推演。從而獲得定義變量的類(lèi)型，所以說(shuō) auto 定義的變量必須有初始值。

//由val_1 和val_2相加的結(jié)果可以推斷出item的類(lèi)型 
auto item = val_1 + val_2;//item 類(lèi)型初始化為val_1 + val_2相加后的類(lèi)型,值為val_1+val_2相加的值。 

    這里的 item 的類(lèi)型是編譯器在編譯的過(guò)程中通過(guò)val_1和val_2的類(lèi)型相加后推算出來(lái)的。假如是val_1(int) + val_2(double),那么item的類(lèi)型就是double.

            使用auto也能在一個(gè)語(yǔ)句中聲明多個(gè)變量，因?yàn)橐粋€(gè)聲明雨具只能有一個(gè)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，所以該雨具所有變量的初始基本數(shù)據(jù)類(lèi)型都必須是一樣的。在這里一定要區(qū)別數(shù)據(jù)類(lèi)型和類(lèi)型修飾符??！

int i = 3; 
auto a = i,&b = i,*c = &i;//正確: a初始化為i的副本,b初始化為i的引用,c為i的指針. 
auto sz = 0, pi = 3.14;//錯(cuò)誤,兩個(gè)變量的類(lèi)型不一樣。 

            編譯器推斷出來(lái)的auto類(lèi)型有時(shí)候會(huì)跟初始值的類(lèi)型并不完全一樣,編譯器會(huì)適當(dāng)?shù)母淖兘Y(jié)果類(lèi)型使得其更符合初始化規(guī)則。

            首先，正如我們熟知的，使用引用其實(shí)是使用引用的對(duì)象，特別當(dāng)引用被用作初始值的時(shí)候，真正參與初始化的其實(shí)是引用對(duì)象的值。此時(shí)編譯器以引用對(duì)象的類(lèi)型作為auto的類(lèi)型：

int i = 0 ,&r = i;//定義一個(gè)整數(shù)i,并且定義r為i的應(yīng)用. 
auto a = r; //這里的a為為一個(gè)整數(shù),其值跟此時(shí)的i一樣. 

            由此可以看出auto會(huì)忽略引用，其次，auto一般會(huì)忽略掉頂層const，但底層const會(huì)被保留下來(lái)，比如當(dāng)初始值是一個(gè)指向常量的指針時(shí)：

int i = 0; 
const int ci = i, &cr = ci; //ci 為整數(shù)常量,cr 為整數(shù)常量引用  
auto a = ci;   // a 為一個(gè)整數(shù), 頂層const被忽略 
auto b = cr;   // b 為一個(gè)整數(shù)，頂層const被忽略 
auto c = &ci;  // c 為一個(gè)整數(shù)指針. 
auto d = &cr;  // d 為一個(gè)指向整數(shù)常量的指針(對(duì)常量對(duì)象區(qū)地址是那么const會(huì)變成底層const) 

            如果你希望推斷出auto類(lèi)型是一個(gè)頂層的const，需要明確指出:

const auto f = ci; 

            還可以將引用的類(lèi)型設(shè)為auto,此時(shí)原來(lái)的初始化規(guī)則仍然適用(用于引用聲明的const都是底層const)：

auto &g = ci; //g是一個(gè)整數(shù)常量引用，綁定到ci。 
auto &h = 42; // 錯(cuò)誤：非常量引用的初始值必須為左值。 
const auto &j = 42; //正確:常量引用可以綁定到字面值。  

二. decltype簡(jiǎn)介

            有的時(shí)候我們還會(huì)遇到這種情況，我們希望從表達(dá)式中推斷出要定義變量的類(lèi)型，但卻不想用表達(dá)式的值去初始化變量。還有可能是函數(shù)的返回類(lèi)型為某表達(dá)式的的值類(lèi)型。在這些時(shí)候auto顯得就無(wú)力了，所以C++11又引入了第二種類(lèi)型說(shuō)明符decltype，它的作用是選擇并返回操作數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型。在此過(guò)程中，編譯器只是分析表達(dá)式并得到它的類(lèi)型，卻不進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算表達(dá)式的值。

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

在這里編譯器并不實(shí)際調(diào)用f函數(shù)，而是分析f函數(shù)的返回值作為sum的定義類(lèi)型。

 基本上decltype的作用和auto很相似，就不一一列舉了。對(duì)于decltype還有一個(gè)用途就是在c++11引入的后置返回類(lèi)型。

三. decltype 和 auto 區(qū)別

            decltype在處理頂層const和引用的方式與auto有些許不同，如果decltype使用的表達(dá)式是一個(gè)變量，則decltype返回該變量的類(lèi)型(包括頂層const和引用在內(nèi))。

const int ci = 42, &cj = ci; 
 
decltype(ci) x = 0;  // x 類(lèi)型為const int 
auto z = ci;     // z 類(lèi)型為int 
 
decltype(cj) y = x;  // y 類(lèi)型為const int& 
auto h = cj;     // h 類(lèi)型為int 

           decltype還有一些值得注意的地方，我們先來(lái)看看下面這段代碼：

int i = 42, *p = &i, &r = i; 
 
decltype(i) x1 = 0;    //因?yàn)?i 為 int ,所以 x1 為int 
auto x2 = i;       //因?yàn)?i 為 int ,所以 x2 為int 
 
decltype(r) y1 = i;    //因?yàn)?r 為 int& ,所以 y1 為int& 
auto y2 = r;       //因?yàn)?r 為 int& ,但auto會(huì)忽略引用，所以 y2 為int 
 
decltype(r + 0) z1 = 0;  //因?yàn)?r + 0 為 int ,所以 z1 為int, 
auto z2 = r + 0;     //因?yàn)?r + 0 為 int ,所以 z2 為int, 
 
decltype(*p) h1 = i;   //這里 h1 是int&， 原因后面講 
auto h2 = *p;       // h2 為 int. 

           如果表達(dá)式的內(nèi)容是解引用操作，則decltype將得到引用類(lèi)型。正如我們所熟悉的那樣，解引用指針可以得到指針?biāo)笇?duì)象，而且還可以給這個(gè)對(duì)象賦值。因此decltype(*p)的結(jié)果類(lèi)型就是int&.

           decltype和auto還有一處重要的區(qū)別是，decltype的結(jié)果類(lèi)型與表達(dá)形式密切相關(guān)。有一種情況需要特別注意：對(duì)于decltype 所用表達(dá)式來(lái)說(shuō)，如果變量名加上一對(duì)括號(hào)，則得到的類(lèi)型與不加上括號(hào)的時(shí)候可能不同。如果decltype使用的是一個(gè)不加括號(hào)的變量，那么得到的結(jié)果就是這個(gè)變量的類(lèi)型。但是如果給這個(gè)變量加上一個(gè)或多層括號(hào)，那么編譯器會(huì)把這個(gè)變量當(dāng)作一個(gè)表達(dá)式看待，變量是一個(gè)可以作為左值的特殊表達(dá)式，所以這樣的decltype就會(huì)返回引用類(lèi)型：

int i = 42; 
 
//decltype(i)  int 類(lèi)型 
//decltype((i)) int& 類(lèi)型 

           這里再指出一個(gè)需要注意的地方就是 = 賦值運(yùn)算符返回的是左值的引用。換句話(huà)意思就是說(shuō) decltype(i = b)  返回類(lèi)型為 i 類(lèi)型的引用。仔細(xì)看下面這段代碼：

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

運(yùn)行結(jié)果為：

i x y z 此時(shí)為： 42 42 42 42
i x y z 此時(shí)為： 41 41 42 41
i x y z 此時(shí)為： 40 40 42 40
i x y z 此時(shí)為： 40 40 41 40
i x y z 此時(shí)為： 39 39 41 39

     由上面的代碼和運(yùn)行結(jié)果可以看出來(lái)，1.decltype(i = 41)中的賦值語(yǔ)句并沒(méi)有真正的運(yùn)行。2. decltype(i = 41)返回的其實(shí)是int&，也就是說(shuō)x 其實(shí)是 i 的引用。

了解了auto 和 decltype后，以后在使用的過(guò)程中一定要分清兩者的區(qū)別，防止在定義的時(shí)候產(chǎn)生const 與非const 以及引用 與非引用 的差別??！

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