C++11新特性：自动类型推断和类型获取

时间：2021-07-21 10:08:39

声明：本文是在Alex Allain的文章http://www.cprogramming.com/c++11/c++11-auto-decltype-return-value-after-function.html的基础上写成的。

加入了很多个人的理解，不是翻译。

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自动类型推断

当编译器能够在一个变量的声明时候就推断出它的类型，那么你就能够用auto关键字来作为他们的类型：

  1. auto x = 1;

编译器当然知道x是integer类型的。所以你就不用int了。接触过泛型编程或者API编程的人大概可以猜出自动类型推断是做什么用的了：帮你省去大量冗长的类型声明语句。

比如下面这个例子：

在原来的C++中，你要想使用vector的迭代器得这么写：

  1. vector<int> vec;
  2. vector<int>::iterator itr = vec.iterator();

看起来就很不爽。现在你可以这么写了：

  1. vector<int> vec;
  2. auto itr = vec.iterator();

果断简洁多了吧。假如说自动类型推断只有这样的用法的话那未免也太naive了。在很多情况下它还能提供更深层次的便利。

比如说有这样的代码：

  1. template <typename BuiltType, typename Builder>
  2. void
  3. makeAndProcessObject (const Builder& builder)
  4. {
  5. BuiltType val = builder.makeObject();
  6. // do stuff with val
  7. }

这个函数的功能是要使用builder的makeObject产生的实例来进行某些操作。但是现在引入了泛型编程。builder的类型不同，那么makeObject返回的类型也不同，那么我们这里就得引入两个泛型。看起来很复杂是吧，所以这里就可以使用自动类型推断来简化操作：

  1. template <typename Builder>
  2. void
  3. makeAndProcessObject (const Builder& builder)
  4. {
  5. auto val = builder.makeObject();
  6. // do stuff with val
  7. }

因为在得之builder的类型之后，编译器就已经能知道makeObject的返回值类型了。所以我们能够让编译器自动去推断val的类型。这样一来就省去了一个泛型。

你以为自动类型推断只有这样的用法？那也太naive了。C++11还允许对函数的返回值进行类型推断

新的返回值语法和类型获取（Decltype)语句

在原来，我们声明一个函数都是这样的：
  1. int temp(int a, double b);

前面那个int是函数的返回值类型，temp是函数名，int a, double b是参数列表。

现在你可以将函数返回值类型移到到参数列表之后来定义：

  1. auto temp(int a, double b) -> int;

后置返回值类型可以有很多用处。比如有下列的类定义：

  1. class Person
  2. {
  3. public:
  4. enum PersonType { ADULT, CHILD, SENIOR };
  5. void setPersonType (PersonType person_type);
  6. PersonType getPersonType ();
  7. private:
  8. PersonType _person_type;
  9. };

那么在定义getPersonType函数的时候我们得这么写：

  1. Person::PersonType Person::getPersonType ()
  2. {
  3. return _person_type;
  4. }

因为函数所在的类Person是声明在函数返回值之后的，所以在写返回值的时候编译器并不知道这个函数是在哪个类里面。由于PersonTYpe是Person类的内部声明的枚举，所以在看到PersonType的时候，编译器是找不到这个类型的。所以你就得在PersonTYpe前面加上Person：：，告诉编译器这个类型是属于Person的。这看起来有点麻烦是吧。当你使用新的返回值语法的时候呢就可以这么写：

  1. auto Person::getPersonType () -> PersonType
  2. {
  3. return _person_type;
  4. }

因为这次编译器看到返回值类型PersonType的时候已经知道这个函数属于类Person。所以它会到Person类中去找到这个枚举类型。

当然上述应用只能说是一个奇技淫巧而已。并没有帮我们多大的忙（代码甚至都没有变短）。所以还得引入C++11的另一个功能。

类型获取（Decltype）

既然编译器能够推断一个变量的类型，那么我们在代码中就应该能显示地获得一个变量的类型信息。所以C++介绍了另一个功能：decltype。（实在是不知道这个词该怎么翻译，姑且称之为类型获取）。
  1. int x = 3;
  2. decltype(x) y = x; // same thing as auto y = x;

上述代码就使用了类型获取功能。和函数返回值后置语法结合起来，可以有如下应用：

  1. template <typename Builder>
  2. auto
  3. makeAndProcessObject (const Builder& builder) -> decltype( builder.makeObject() )
  4. {
  5. auto val = builder.makeObject();
  6. // do stuff with val
  7. return val;
  8. }

前面的例子中这个函数的返回值是void，所以不需要为返回值引入泛型。如果返回值是makeObject的返回值的话，那么这个函数就得引入两个泛型。现在又了类型获取功能，我们就能在返回值中自动推断makeObject的类型了。所以decltype确实为我们提供了很大的便利。

这个功能非常重要，在很多时候，尤其是引入了泛型编程的时候，你可能记不住一个变量的类型或者类型太过复杂以至于写不出来。你就要灵活使用decltype来获取这个变量的类型。

自动类型推断在Lambda表达式（匿名函数）中的作用

请参考http://blog.csdn.net/srzhz/article/details/7934652

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