占位符类型说明符 (C++11 起)

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对于变量,指定要从其初始化器自动推导出其类型。

对于函数,指定要从其 return 语句推导出其返回类型。

(C++14 起)

对于非类型模板形参,指定要从实参推导出其类型。

(C++17 起)

目录

[编辑] 语法

auto (1) (C++11 起)
decltype(auto) (2) (C++14 起)
类型制约 auto (3) (C++20 起)
类型制约 decltype(auto) (4) (C++20 起)
类型制约 - 概念名,可以有限定,可以后随 <> 包围的模板实参列表
1,3)模板实参推导的规则推导类型。
2,4) 类型为 decltype(e),其中 e 是初始化器。

占位符 auto 可伴随如 const& 这样的修饰符,它们参与类型推导。占位符 decltype(auto) 必须是被声明类型的唯一组分。 (C++14 起)

[编辑] 解释

占位符类型说明符可出现于下列语境:

  • 变量的类型说明符中:auto x = expr;。从初始化器推导类型。
    若占位符类型说明符为 auto 类型制约 auto (C++20 起),则采用从函数调用进行模板实参推导的规则,从初始化器推导变量的类型(细节见其他语境)。
    例如,给定 const auto& i = expr;,则 i 的类型恰是某个虚构模板 template<class U> void f(const U& u) 中参数 u 的类型(假如函数调用 f(expr) 通过编译)。因此,取决于初始化器,auto&& 可被推导成左值引用或右值引用类型,这被用于基于范围的 for 循环。

    若占位符类型说明符为 decltype(auto) 类型制约 decltype(auto) (C++20 起),则推导出的类型为 decltype(e),其中 e 是初始化器。

    (C++14 起)

    若用占位符类型说明符声明多个变量,则推导出的类型必须互相匹配。例如,声明 auto i = 0, d = 0.0; 非良构,而声明 auto i = 0, *p = &i; 良构并将 auto 推导为 int

  • new 表达式中的类型标识。从初始化器推导类型。对于 new T init(其中 T 含占位符类型,而 init 是带括号的初始化器或带花括号的初始化器列表),如同在虚设的声明 T x init; 中对变量 x 一般推导 T 的类型。
  • (C++14 起) 函数或 lambda 表达式的返回类型中:auto& f();。从其弃用 (C++17 起) return 语句的操作数推导返回类型。
    返回类型推导
  • (C++17 起) 非类型模板形参的形参声明中:template<auto I> struct A;。从对应的实参推导其类型。

此外,auto 类型制约 auto (C++20 起) 还可出现于:

(C++14 起)

类型制约 存在,令 T 为该占位符的被推导类型,则 T 必须满足 类型制约 的立即声明的制约。即,

  • 类型制约Concept<A1, ..., An>,则制约表达式 Concept<T, A1, ..., An> 必须合法并返回 true
  • 否则(类型制约 为无实参列表的 Concept),制约表达式 Concept<T> 必须合法并返回 true
(C++20 起)

[编辑] 注解

C++11 之前,auto 具有存储期说明符的语义。

不允许在一个声明中混合 auto 的变量和函数,如 auto f() -> int, i = 0;

auto 说明符亦可用于后随尾随返回类型的函数声明符,该情况下返回类型为其尾随返回类型(它也可以是占位符类型)。

auto (*p)() -> int; // 声明指向返回 int 的函数的指针
auto (*q)() -> auto = p; // 声明 q 为指向返回 T 的函数的指针
                         // 其中 T 从 p 的类型推导

auto 说明符亦可用于结构化绑定声明。

(C++17 起)

auto 关键词亦可用于嵌套名说明符。形如 auto:: 的嵌套名说明符是一个占位符,其将遵循受制约类型占位符的推导规则被替换为某个类或枚举类型。

(概念 TS)

[编辑] 示例

#include <iostream>
#include <utility>
 
template<class T, class U>
auto add(T t, U u) { return t + u; } // 返回类型是 operator+(T, U) 的类型
 
// 在其所调用的函数返回引用的情况下
// 函数调用的完美转发必须用 decltype(auto)
template<class F, class... Args>
decltype(auto) PerfectForward(F fun, Args&&... args) 
{ 
    return fun(std::forward<Args>(args)...); 
}
 
template<auto n> // C++17 auto 形参声明
auto f() -> std::pair<decltype(n), decltype(n)> // auto 不能从花括号初始化器列表推导
{
    return {n, n};
}
 
int main()
{
    auto a = 1 + 2;            // a 的类型是 int
    auto b = add(1, 1.2);      // b 的类型是 double
    static_assert(std::is_same_v<decltype(a), int>);
    static_assert(std::is_same_v<decltype(b), double>);
 
    auto c0 = a;             // c0 的类型是 int,保有 a 的副本
    decltype(auto) c1 = a;   // c1 的类型是 int,保有 a 的副本
    decltype(auto) c2 = (a); // c2 的类型是 int&,为 a 的别名
    std::cout << "a, before modification through c2 = " << a << '\n';
    ++c2;
    std::cout << "a, after modification through c2 = " << a << '\n';
 
    auto [v, w] = f<0>(); // 结构化绑定声明
 
    auto d = {1, 2}; // OK:d 的类型是 std::initializer_list<int>
    auto n = {5};    // OK:n 的类型是 std::initializer_list<int>
//  auto e{1, 2};    // C++17 起错误,之前为 std::initializer_list<int>
    auto m{5};       // OK:C++17 起 m 的类型为 int,之前为 initializer_list<int>
//  decltype(auto) z = { 1, 2 } // 错误:{1, 2} 不是表达式
 
    // auto 常用于无名类型,例如 lambda 表达式的类型
    auto lambda = [](int x) { return x + 3; };
 
//  auto int x; // 于 C++98 合法,C++11 起错误
//  auto x;     // 于 C 合法,于 C++ 错误
}

可能的输出:

a, before modification through c2 = 3
a, after modification through c2 = 4