c++中的auto类型和decltype

auto:编辑器通过初始值自动判断变量类型
格式:auto val=val1+val2;

int a = 1, b = 2;
auto c = a + b;//此时c的类型为整型

此外,虽然auto同样可以在一个语句中声明多个变量,但需要声明的变量需要为同一类型。

int i = 3;
auto a = i,&b = i,*c = &i;//正确: a初始化为i的副本,b初始化为i的引用,c为i的指针.
auto sz = 0, pi = 3.14;//错误,两个变量的类型不一样。

编译器推断出来的auto类型有时候会跟初始值的类型并不完全一样,编译器会适当的改变结果类型使得其更符合初始化规则。
首先,正如我们熟知的,使用引用其实是使用引用的对象,特别当引用被用作初始值的时候,真正参与初始化的其实是引用对象的值。此时编译器以引用对象的类型作为auto的类型:

int i = 0 ,&r = i;//定义一个整数i,并且定义r为i的应用.
auto a = r; //这里的a为为一个整数,其值跟此时的i一样.

由此可以看出auto会忽略引用,其次,auto一般会忽略掉顶层const,但底层const会被保留下来,比如当初始值是一个指向常量的指针时:

int i = 0;
const int ci = i, &cr = ci;  //ci 为整数常量,cr 为整数常量引用 
auto a = ci;     // a 为一个整数, 顶层const被忽略
auto b = cr;     // b 为一个整数,顶层const被忽略
auto c = &ci;    // c 为一个整数指针.
auto d = &cr;    // d 为一个指向整数常量的指针(对常量对象区地址是那么const会变成底层const)

如果你希望推断出auto类型是一个顶层的const,需要明确指出:

const auto f = ci;

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(用于引用声明的const都是底层const):

auto &g = ci; //g是一个整数常量引用,绑定到ci。
auto &h = 42; // 错误:非常量引用的初始值必须为左值。
const auto &j = 42; //正确:常量引用可以绑定到字面值。

decltype:定义一个变量与某一表达式的类型相同但并不用该表达式初始化变量
格式:decltype(变量类型或函数返回类型) 变量=赋值;

int a = 1;
float b;
decltype(b) c = a;//此时c的值与a相同,但c的类型与b相同(即为浮点型)

区别:
decltype在处理顶层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 = 42, &cj = ci;
 
	decltype(ci) x = 0;   // x 类型为const int
	auto z = ci;          // z 类型为int
 
	decltype(cj) y = x;   // y 类型为const int&
	auto h = cj;          // h 类型为int

decltype还有一些值得注意的地方,我们先来看看下面这段代码:


	int i = 42, *p = &i, &r = i;
 
	decltype(i) x1 = 0;       //因为 i 为 int ,所以 x1 为int
	auto x2 = i;              //因为 i 为 int ,所以 x2 为int
 
	decltype(r) y1 = i;       //因为 r 为 int& ,所以 y1 为int&
	auto y2 = r;              //因为 r 为 int& ,但auto会忽略引用,所以 y2 为int
 
	decltype(r + 0) z1 = 0;   //因为 r + 0 为 int ,所以 z1 为int,
	auto z2 = r + 0;          //因为 r + 0 为 int ,所以 z2 为int,
 
	decltype(*p) h1 = i;      //这里 h1 是int&, 原因后面讲
	auto h2 = *p;             // h2 为 int.

如果表达式的内容是解引用操作,则decltype将得到引用类型。正如我们所熟悉的那样,解引用指针可以得到指针所指对象,而且还可以给这个对象赋值。因此decltype(*p)的结果类型就是int&.

decltype和auto还有一处重要的区别是,decltype的结果类型与表达形式密切相关。有一种情况需要特别注意:对于decltype 所用表达式来说,如果变量名加上一对括号,则得到的类型与不加上括号的时候可能不同。如果decltype使用的是一个不加括号的变量,那么得到的结果就是这个变量的类型。但是如果给这个变量加上一个或多层括号,那么编译器会把这个变量当作一个表达式看待,变量是一个可以作为左值的特殊表达式,所以这样的decltype就会返回引用类型:

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	int i = 42;
 
	//decltype(i)   int  类型
	//decltype((i)) int& 类型

这里再指出一个需要注意的地方就是 = 赋值运算符返回的是左值的引用。换句话意思就是说 decltype(i = b) 返回类型为 i 类型的引用。仔细看下面这段代码:

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

运行结果为:
i x y z 此时为: 42 42 42 42
i x y z 此时为: 41 41 42 41
i x y z 此时为: 40 40 42 40
i x y z 此时为: 40 40 41 40
i x y z 此时为: 39 39 41 39

由上面的代码和运行结果可以看出来,1.decltype(i = 41)中的赋值语句并没有真正的运行。2. decltype(i = 41)返回的其实是int&,也就是说x 其实是 i 的引用。

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