C++11新特性中auto 和 decltype 區(qū)別和聯(lián)系
C++11新特性中auto 和 decltype 區(qū)別和聯(lián)系
一. auto簡介
編程時候常常需要把表達式的值付給變量,需要在聲明變量的時候清楚的知道變量是什么類型。然而做到這一點并非那么容易(特別是模板中),有時候根本做不到。為了解決這個問題,C++11新標準就引入了auto類型說明符,用它就能讓編譯器替我們?nèi)シ治霰磉_式所屬的類型。和原來那些只對應(yīng)某種特定的類型說明符(例如 int)不同。auto 讓編譯器通過初始值來進行類型推演。從而獲得定義變量的類型,所以說 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的類型 auto item = val_1 + val_2;//item 類型初始化為val_1 + val_2相加后的類型,值為val_1+val_2相加的值。
這里的 item 的類型是編譯器在編譯的過程中通過val_1和val_2的類型相加后推算出來的。假如是val_1(int) + val_2(double),那么item的類型就是double.
使用auto也能在一個語句中聲明多個變量,因為一個聲明雨具只能有一個基本數(shù)據(jù)類型,所以該雨具所有變量的初始基本數(shù)據(jù)類型都必須是一樣的。在這里一定要區(qū)別數(shù)據(jù)類型和類型修飾符!!
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;//錯誤,兩個變量的類型不一樣。
編譯器推斷出來的auto類型有時候會跟初始值的類型并不完全一樣,編譯器會適當?shù)母淖兘Y(jié)果類型使得其更符合初始化規(guī)則。
首先,正如我們熟知的,使用引用其實是使用引用的對象,特別當引用被用作初始值的時候,真正參與初始化的其實是引用對象的值。此時編譯器以引用對象的類型作為auto的類型:
int i = 0 ,&r = i;//定義一個整數(shù)i,并且定義r為i的應(yīng)用. auto a = r; //這里的a為為一個整數(shù),其值跟此時的i一樣.
由此可以看出auto會忽略引用,其次,auto一般會忽略掉頂層const,但底層const會被保留下來,比如當初始值是一個指向常量的指針時:
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 為一個整數(shù), 頂層const被忽略 auto b = cr; // b 為一個整數(shù),頂層const被忽略 auto c = &ci; // c 為一個整數(shù)指針. auto d = &cr; // d 為一個指向整數(shù)常量的指針(對常量對象區(qū)地址是那么const會變成底層const)
如果你希望推斷出auto類型是一個頂層的const,需要明確指出:
const auto f = ci;
還可以將引用的類型設(shè)為auto,此時原來的初始化規(guī)則仍然適用(用于引用聲明的const都是底層const):
auto &g = ci; //g是一個整數(shù)常量引用,綁定到ci。 auto &h = 42; // 錯誤: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簡介
有的時候我們還會遇到這種情況,我們希望從表達式中推斷出要定義變量的類型,但卻不想用表達式的值去初始化變量。還有可能是函數(shù)的返回類型為某表達式的的值類型。在這些時候auto顯得就無力了,所以C++11又引入了第二種類型說明符decltype,它的作用是選擇并返回操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型。在此過程中,編譯器只是分析表達式并得到它的類型,卻不進行實際的計算表達式的值。
decltype(f()) sum = x;// sum的類型就是函數(shù)f的返回值類型。
在這里編譯器并不實際調(diào)用f函數(shù),而是分析f函數(shù)的返回值作為sum的定義類型。
基本上decltype的作用和auto很相似,就不一一列舉了。對于decltype還有一個用途就是在c++11引入的后置返回類型。
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使用的表達式是一個變量,則decltype返回該變量的類型(包括頂層const和引用在內(nèi))。
const int ci = 42, &cj = ci; decltype(ci) x = 0; // x 類型為const int auto z = ci; // z 類型為int decltype(cj) y = x; // y 類型為const int& auto h = cj; // h 類型為int
decltype還有一些值得注意的地方,我們先來看看下面這段代碼:
int i = 42, *p = &i, &r = i; decltype(i) x1 = 0; //因為 i 為 int ,所以 x1 為int auto x2 = i; //因為 i 為 int ,所以 x2 為int decltype(r) y1 = i; //因為 r 為 int& ,所以 y1 為int& auto y2 = r; //因為 r 為 int& ,但auto會忽略引用,所以 y2 為int decltype(r + 0) z1 = 0; //因為 r + 0 為 int ,所以 z1 為int, auto z2 = r + 0; //因為 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.
如果表達式的內(nèi)容是解引用操作,則decltype將得到引用類型。正如我們所熟悉的那樣,解引用指針可以得到指針所指對象,而且還可以給這個對象賦值。因此decltype(*p)的結(jié)果類型就是int&.
decltype和auto還有一處重要的區(qū)別是,decltype的結(jié)果類型與表達形式密切相關(guān)。有一種情況需要特別注意:對于decltype 所用表達式來說,如果變量名加上一對括號,則得到的類型與不加上括號的時候可能不同。如果decltype使用的是一個不加括號的變量,那么得到的結(jié)果就是這個變量的類型。但是如果給這個變量加上一個或多層括號,那么編譯器會把這個變量當作一個表達式看待,變量是一個可以作為左值的特殊表達式,所以這樣的decltype就會返回引用類型:
int i = 42; //decltype(i) int 類型 //decltype((i)) int& 類型
這里再指出一個需要注意的地方就是 = 賦值運算符返回的是左值的引用。換句話意思就是說 decltype(i = b) 返回類型為 i 類型的引用。仔細看下面這段代碼:
int main() { int i = 42; decltype(i = 41) x = i; auto y = i; auto& z = i; printf("i x y z 此時為: %d %d %d %d\n", i,x,y,z); i--; printf("i x y z 此時為: %d %d %d %d\n", i, x, y, z); x--; printf("i x y z 此時為: %d %d %d %d\n", i, x, y, z); y--; printf("i x y z 此時為: %d %d %d %d\n", i, x, y, z); z--; printf("i x y z 此時為: %d %d %d %d\n", i, x, y, z); return 0; }
運行結(jié)果為:
i x y z 此時為: 42 42 42 42 i x y z 此時為: 41 41 42 41 i x y z 此時為: 40 40 42 40 i x y z 此時為: 40 40 41 40 i x y z 此時為: 39 39 41 39
由上面的代碼和運行結(jié)果可以看出來,1.decltype(i = 41)中的賦值語句并沒有真正的運行。2. decltype(i = 41)返回的其實是int&,也就是說x 其實是 i 的引用。
了解了auto 和 decltype后,以后在使用的過程中一定要分清兩者的區(qū)別,防止在定義的時候產(chǎn)生const 與非const 以及引用 與非引用 的差別!!
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