C++11常用新特性——自动推导类型auto

自动推导类型auto

在C++11之前，auto关键字用于指定变量的存储期，但在C++11中，它的功能被改为类型推导。

auto现在成了一个类型的占位符，它告诉编译器查看变量的初始化器表达式，并使用该表达式的类型来确定变量的类型。这对于避免编写冗长的类型名称，特别是涉及模板的类型名称，非常有用。

在没有auto之前，遍历一个容器可能需要以下书写一个迭代器：

vector<int> vec = {1,2,3,4,5};
    for(vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++){
        cout << *it << endl;
    }

当有了auto之后，可以使用以下代码：

vector<int> vec = {1,2,3,4,5};
for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); it++){
        cout << *it << endl;
    }

auto 与 const 和引用的交互

当auto与const和引用结合使用时，auto的行为可能会引起一些困惑。下面来看几个示例：

int x = 0;
const auto n = x;  // 第2行
auto f = n;        // 第3行
const auto& r1 = x; // 第4行
auto& r2 = r1;     // 第5行

第二行 const auto n = x;

• x 是一个int类型
• 由于我们使用了const修饰符，所以n的类型为const int
• 这里的auto被推导为int，然后应用前面的const修饰符

第3行 ：auto f = n;

• 尽管n是一个const int类型，但当我们使用auto进行类型推导时，const修饰符不会被考虑。
• 因此f的类型为int

第4行 ：const auto& r1 = x;

• x 是一个int类型
• 由于我们使用了const和引用&，所以r1的类型为const int &
• 这里的auto被推导为int，然后应用了const和引用&修饰符

第5行 ：auto& r2 = r1;

• r1是const int&类型。
• 但当我们使用auto&进行类型推导时，const修饰符会被考虑。
• 因此，r2的类型也是const int&。

总结

1. 当类型不为引用时，使用auto进行类型推导将不保留 表达式的const属性。
2. 当类型为引用时，使用auto进行类型推导将保留 表达式的const属性。

auto 的高级用法

auto除了可以独立使用，还可以与某些具体的类型混合使用，这样auto表示的就是"半个"类型，而不是完整的类型，从而使得类型推导更灵活。下面给出一些示例：

int x = 0;
auto *pt1 = &x; //pt1 为 int *，auto 推导为 int
auto pt2 = &x;  //pt2 为 int*，auto 推导为 int*
auto &r1 = x;   //r1 为 int&，auto 推导为 int
auto r2 = r1;   //r2 为 int，auto 推导为 int

分析：

1. auto \*pt1 = &x; :
   • &x取得的是变量x的地址，其类型是int*。
   • auto前面有一个*，所以auto被推导为int，与*结合后，pt1的类型为int*。
2. auto pt2 = &x; :
   • 同样，&x取得的是x的地址，其类型是int*。
   • 由于没有任何其他修饰符，auto直接被推导为int*，所以pt2的类型是int*。
3. auto &r1 = x; :
   • x的类型是int。
   • auto前面有一个&，因此auto被推导为int，与&结合后，r1的类型为int&。
4. auto r2 = r1; :
   • r1是一个引用，其引用的是int类型。
   • 由于没有其他修饰符，auto直接被推导为int，所以r2的类型是int。

auto的限制

• 不能在函数参数中使用auto。

  void myFunction(auto param) {   // 错误！
      //...
  }

• 不能将auto用于类的非静态成员变量。

  class MyClass {
      auto myVar = 10;    // 错误！
  };

  就是没有static关键字修饰的成员变量

• 不能将auto用于模板参数。

  template<auto T>  // 错误！
  class MyTemplateClass {
      // ...
  };

• 不能用于推导数组类型。

  int main() {
      int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
      auto arr2 = arr;  // 错误！
  }

  但可以通过引用的方式来推导：

  int main() {
      int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
      auto& arr2 = arr;  // 正确！arr2是对arr的引用
  }

decltype

decltype是"declared type"的缩写，意为"声明的类型"。与sizeof操作符类似，decltype评估表达式的类型，但不实际计算表达式的值。

decltype，在C++中，用于查询表达式的数据类型的操作符，该操作不是实际执行该表达式。这个特性在泛型编程和模板元变成中尤其有用，以解决由于有些类型有模板参数决定，而难以（甚至是不能）表达式的问题。

于auto不同的是，auto关键字允许对变量的类型进行自动推导，它主要是基于变量的初始化表达式来工作的。decltype允许我们基于任何给定的表达式来查询类型，而不仅仅是初始化表达式。

对于lambda表达式，如果我们想要在其他地方使用它的类型，我们需要decltype。