在传统 C 和 C++中,参数的类型都必须明确定义,这其实对我们快速进行编码没有任何帮助,尤其是当我们面对一大堆复杂的模板类型时,必须明确的指出变量的类型才能进行后续的编码,这不仅拖慢我们的开发效率,也让代码变得又臭又长。
C++11 引入了 auto
和 decltype
这两个关键字实现了类型推导,让编译器来操心变量的类型。这使得 C++ 也具有了和其他现代编程语言一样,某种意义上提供了无需操心变量类型的使用习惯。
auto
auto
在很早以前就已经进入了 C++,但是他始终作为一个存储类型的指示符存在,与 register
并存。在传统 C++ 中,如果一个变量没有声明为 register
变量,将自动被视为一个 auto
变量。而随着 register
被弃用,对 auto
的语义变更也就非常自然了。
使用 auto
进行类型推导的一个最为常见而且显著的例子就是迭代器。在以前我们需要这样来书写一个迭代器:
for(vector<int>::const_iterator itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr)
而有了 auto
之后可以:
// 由于 cbegin() 将返回 vector<int>::const_iterator
// 所以 itr 也应该是 vector<int>::const_iterator 类型
for(auto itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr);
一些其他的常见用法:
auto i = 5; // i 被推导为 int
auto arr = new auto(10) // arr 被推导为 int *
注意:
auto
不能用于函数传参,因此下面的做法是无法通过编译的(考虑重载的问题,我们应该使用模板):
int add(auto x, auto y);
此外,
auto
还不能用于推导数组类型:
#include <iostream>
int main() {
auto i = 5;
int arr[10] = {0};
auto auto_arr = arr;
auto auto_arr2[10] = arr;
return 0;
}
decltype
decltype
关键字是为了解决 auto 关键字只能对变量进行类型推导的缺陷而出现的。它的用法和 sizeof
很相似:
decltype(表达式)
有时候,我们可能需要计算某个表达式的类型,例如:
auto x = 1;
auto y = 2;
decltype(x+y) z;
尾返回类型、auto 与 decltype 配合
你可能会思考,auto
能不能用于推导函数的返回类型。考虑这样一个例子加法函数的例子,在传统 C++ 中我们必须这么写:
template<typename R, typename T, typename U>
R add(T x, U y) {
return x+y
}
typename 和 class 在模板中没有区别,在 typename 这个关键字出现之前,都是使用 class 来定义模板参数的
这样的代码其实变得很丑陋,因为程序员在使用这个模板函数的时候,必须明确指出返回类型。但事实上我们并不知道 add()
这个函数会做什么样的操作,获得一个什么样的返回类型。
在 C++11 中这个问题得到解决。虽然你可能马上回反应出来使用 decltype
推导 x+y
的类型,写出这样的代码:
decltype(x+y) add(T x, U y);
但事实上这样的写法并不能通过编译。这是因为在编译器读到 decltype(x+y) 时,x
和 y
尚未被定义。为了解决这个问题,C++11 还引入了一个叫做尾返回类型(trailing return type),利用 auto 关键字将返回类型后置:
template<typename T, typename U>
auto add(T x, U y) -> decltype(x+y) {
return x+y;
}
令人欣慰的是从 C++14 开始是可以直接让普通函数具备返回值推导,因此下面的写法变得合法:
template<typename T, typename U>
auto add(T x, U y) {
return x+y;
}