关键字typedef、关键字using、auto类型说明符和declytpe类型指示符


类型别名

概念

有两种方法可用于定义类型别名。

  1. 关键字typedef
typedef double wages; // wages是double的同义词
typedef wages base, *p; // base是double的同义词,p是double*的同义词

关键字typedef作为声明语句中的基本数据类型的一部分出现。含有typedef的声明语句定义的不再是变量而是类型别名。这和以前的声明语句一样,这里的声明符也可以包含类型修饰,从而也能由基本数据类型构造出复合类型来。

  1. 别名声明 (alias declaration)
using SI = Sales_item; // SI是Sale_item的同义词

这种方法用关键字using作为别名声明的开始,其后紧跟别名和等号,作用是把等号左侧的名字规定成等号右侧类型的别名。

类型别名和类型的名字等价,只要是类型的名字能出现的地方,就能使用类型别名:

wages hourly, weekly; // 等价于double hourly, weekly;
SI item; // 等价于Sales_item item

指针、常量和类型别名

如果某个类型别名指代的是复合类型或常量,那么把它用到声明语句里就会产生意想不到的后果。

typedef char *pstring;
const  pstring cstr = 0; // cstr是指向char的常量指针
const pstring *ps; // ps是一个指针,它的对象是指向char的常量指针

上述两条声明语句的基本类型都是const pstring,const是对给定类型的修饰。pstring实际上是指向char的指针,const pstring则是指向char的常量指针,而非指向常量字符的指针。

也就是说,遇到一条使用了类型别名的声明语句时,把类型别名直接替换成它本来的样子是错误的:

const char *cstr = 0; // 是对const pstring cstr的错误理解

声明语句中用到pstring时,其基本数据类型是指针。使用char*重写了声明语句后,数据类型就变成了char,*成为了声明符的一部分。上述改写的结果是,const char成了基本数据类型。前后两种声明含义截然不同,前者声明了一个指向char的常量指针,改写后的形式则声明了一个指向const char的指针。



auto类型说明符

概念

C++11新标准引入了auto类型说明符,能让编译器替我们去分析表达式所属的类型。和原来那些只对应一种特定类型的说明符(int、double等)不同,auto让编译器通过初始值来推算变量的类型。auto定义的变量必须有初始值:

// 由val1和val2相加的结果可以推断出item的类型
auto item = val1 + val2;

val1和val2两个变量的类型如果是double,则item也是double,如果两个变量是int,则item也是int,以此类推。

当然也允许在一条语句中声明多个变量。因为一条声明语句只能有一个基本数据类型,所以该语句中所有变量的初始基本数据类型必须都一样:

auto i = 0, *p = &i; // 正确:i是整数、p是整型指针
auto sz = 0, pi = 3.14; // 错误:sz和pi的类型不一样

复合类型、常量和auto

编译器推断出来的auto类型有时候和初始值的类型并不完全一样,编译器会适当地改变结果类型使其更符合初始化规则。

  1. 当引用被用作初始值时,编译器以引用对象地类型作为auto的类型:
int i = 0, &r = i;
auto a = r; // a是一个整数(因为i是一个整数)
  1. auto一般会忽略掉顶层const,同时底层const则会保留下来:
const int ci = i, &cr = ci;
auto b = ci; // b是一个整数(ci地顶层const特性被忽略)
auto c = cr; // c是一个整数(同上)
auto d = &i; // d是一个整型指针(整数的地址就是指向整数的指针)
auto e = &ci; // e是一个指向整数常量的指针(对常量对象取地址是一种底层const)
  1. 如果希望推断出的auto类型是一个顶层const,需要明确指出:
const auto f = ci; // ci的推演类型是int,f 是const int
  1. 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:
auto &g = ci; // g是一个整型常量引用,绑定到ci
auto &h = 42// 错误:不能为非常量引用绑定字面值
const auto &j = 42// 正确:可以为常量引用绑定字面值

设置一个类型为auto的引用时,初始中的顶层常量属性仍然保留,也就是常量对象依然必须由常量引用绑定。 如果给初始值绑定一个引用,此时的常量就不是顶层常量了(由于引用不是对象,因此对于引用而言变成了底层const)。

  1. 要在一条语句中定义多个变量,切记,符号&和*只从属于某个声明符,而非基本数据类型的一部分,因此初始值必须是同一种类型:
auto k = ci, &l = i; // k是整数,l是整型引用
auto &m = ci, *p = &ci; // m是对整型常量的引用,p是指向整型常量的指针
auto &n = i, *p2 = &ci; // 错误:i的类型是int而&ci的类型是const int


decltype类型指示符

概念

有时会希望从表达式的类型推断出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,因此也就不能用auto类型说明符。为了满足这一要求,新标准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,编译器分析表达式并得到它的类型,却不实际计算表达式的值:

decltype(f()) sum = x; // sum的类型就是函数f的返回类型

编译器并不实际调用函数f,而是使用当调用发生时 f 的返回值类型作为sum的类型。换句话说,编译器为sum指定的类型是假如 f 被调用的话将会返回的那个类型。

decltype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):

const int ci = 0, &cj = ci;
decltype(ci) x = 0; // x的类型是const int
decltype(cj) y = x; // y的类型是const int&,y绑定到变量x
decltype(cj) z; // 错误:z是一个引用,必须初始化

因为cj是一个引用,decltype(cj)的结果就是引用类型,因此作为引用的z必须被初始化。

引用从来都是作为其所指对象的同义词出现,只有在decltype处是一个例外。


decltype和引用

如果decltype使用的表达式不是一个变量,则decltype返回表达式结果对应的类型。有些表达式将向decltype返回一个引用类型。当这种情况发生时,意味着该表达式的结果对象能作为一条赋值语句的左值:

int i = 42, *p =&i, &r = i;
decltype(r+0) b; // 正确:加法的结果是int,因此b是一个(未初始化的)int
decltype(*p) c; // 错误:c是int&,必须初始化

因为r是一个引用,因此decltype®的结果是引用类型。如果想让结果类型是 r 所指的类型,可以把 r 作为表达式的一部分,如 r+0,显然这个表达式的结果将是一个具体值而非一个引用。

另一方面,如果表达式的内容是解引用操作,则decltype将得到引用类型。解引用指针可以得到指针所指的对象,而且还能给这个对象赋值。因此,decltype(*p)的结果就是int&,而非int。

decltype和auto的另一处重要区别是,decltype的结果类型与表达式形式密切相关。 对于decltype所用的表达式来说,如果变量名加上了一对括号,则得到的类型与不加括号时会有不同。如果declytpe使用的是一个不加括号的变量,则得到的结果就是该变量的类型;如果给变量加上一层或多层括号,编译器就会把它当成一个表达式。 变量是一种可以作为赋值语句左值的特殊表达式,所以这样的decltype就会得到引用类型:

// decltype的表达式如果是加上了括号的变量,结果将是引用
decltype((i)) d; // 错误:d是int&,必须初始化
decltype(i) e; // 正确:e是一个(未初始化的)int

declytpe((variable))的结果永远是引用,而declytpe(variable)结果只有当variable本身就是一个引用时才是引用。

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