【C++11】auto与decltype关键字使用详解

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C++11新特性使用详解-持续更新

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前言

auto和decltype是C++11引入的俩个重要的新关键字，用于在编译期自动推导出变量或表达式的类型。极大提高代码的可读性和简洁性，并且有助于减少类型转换错误。

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一、auto关键字

编程时常常需要把表达式的值赋给变量，这就要求变量申明时必须清楚知道表达式的类型。做到这点不容易或者根本做不到。为了解决这个问题，C++11引入auto关键字让编译器自动推导变量的类型。

1.根据变量的初始化表达式来推导变量的类型

auto a = 1; // a的类型为int  
auto b = 5.20; // b的类型为double  
auto c = "auto"; // c的类型为const char[6]  
auto person1 = Person(); // person1的类型为Person,并且自动初始化成员变量变量
auto person2 = Person{ "Fei", 30 }; // person2的类型为Person,并且根据指定的初始值初始化成员变量变量std::vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {   // 在for循环中使用auto推导类型std::cout << *it << " ";
}

2.const与引用

使用引用其实是使用引用的对象。特别是当引用被当作初始值时，正在参与初始化的是引用对象的值。此时编译器以引用对象的类型作为auto的类型。

int i = 10, &r = i;
auto aa = r;  //推导出aa类型是int：r是i的别名，i是int（正在参与初始化的是引用对象的值，以引用对象的值作为auto的类型）//auto一般会忽略顶层const,同时底层const则会被保留
const int ci = i, &cr = ci;
auto bb = ci;  //推导出bb类型是int（ci的顶层const特性被忽略了）
auto cc = cr;  //推导出cc类型是int（cr是ci的别名，ci本身是一个顶层const）
auto dd = &i;  //推导出cc类型是int*
auto ee = &ci;  //推导出cc类型是const int*（对常量对象取地址是一种底层const）//如果希望auto推断出来的类型是一个顶层的const，需要明确指出
const auto ff = ci;  //推导出b类型是int//设置类型为auto的引用是，初始值中的顶层常量属性任然保留
auto &gg = ci;  //推导出b类型是const int&

二、decltype关键字

希望从表达式的类型中推导除要定义的变量的类型，但是不想用该表达式的值初始化变量。为了满足这各要求，C++11引入decltype关键字让编译器自动推导表达式的类型，而不用计算表达式的值。

1.推断表达式的类型

int x = 10;
decltype(x) y;    //y的类型是intdouble foo();
decltype(foo()) z;  //z的类型是double，根据函数返回值类型推导

2.const与引用

decltype处理顶层const和引用的方法和auto不同。
如果表达式是一个引用类型，decltype会去除引用，推导出引用所引用的类型。
例如，对于表达式int& x, decltype(x)的推导结果是int，去除了引用。

需要注意的是，decltype推导出的类型会保留顶层const限定符和volatile限定符，不会去除它们。

const int cii = 10, &cjj = cii;
decltype(cjj) xx = 0;   //x的类型是const int&
decltype(cjj) yy = xx;   //x的类型是const int&，y绑定到x
//decltype(cjj) zz;  //错误: z是个引用，必须初始化int xxx = 0;
decltype(xxx) pp = 0;

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三、总结

在不影响代码可读性的前提下可以尽可能的使用auto。复杂类型用auto，但是简单内置类型就没有必要使用auto了。总之避免过度使用auto和decltype，以保持代码的可读性和维护性。