【C++基础】第十一课:处理类型

类型别名,typedef,using,auto,decltype

Posted by x-jeff on September 15, 2019

【C++基础】系列博客为参考《C++ Primer中文版(第5版)》C++11标准)一书,自己所做的读书笔记。
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1.类型别名

类型别名是一个名字,它是某种类型的同义词。

使用类型别名有很多好处,它让复杂的类型名字变得简单明了、易于理解和使用,还有助于程序员清楚地知道使用该类型的真实目的。

有两种方法可用于定义类型别名。

1.1.typedef

第一种方法是使用关键字typedef,是一种比较传统的方法。

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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

1.2.别名声明

方法二是使用别名声明,这是C++11中规定的一种新的方法。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。

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using SI=Sales_item; //SI是Sales_item的同义词

1.3.指针、常量和类型别名

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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

⚠️这里const pstring cstr=0;不能理解为const char* cstr=0;。因为前者相当于声明了一个常量指针,即顶层const;后者则相当于声明了一个指向const char的指针,即底层const

2.auto类型说明符

编程时常常需要把表达式的值赋给变量,这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的类型。然而要做到这一点并非那么容易,有时甚至根本做不到。为了解决这个问题,C++11新标准引入了auto类型说明符。

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。

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

例如val1和val2都是double类型,则item的类型就是double。

使用auto也能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都必须一样:

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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的类型不一致

2.1.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。

👉首先,使用引用其实是使用引用的对象,特别是当引用被用作初始值时,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:

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int i=0,&r=i;
auto a=r;//因为r是int&,所以a的类型和i保持一致,为int

👉其次,auto一般会忽略掉顶层const,同时底层const则会保留下来,比如当初始值是一个指向常量的指针时:

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const int ci=i,&cr=ci;
auto b=ci;//b是一个整数(ci的顶层const被忽略了)
auto c=cr;//c是一个整数(cr是ci的别名,ci本身是一个顶层const)
auto d=&i;//d是一个整数指针
auto e=&ci;//e是一个指向整数常量的指针(⚠️对常量对象取址是一种底层const),e的类型为const int*,底层const被保留。

如果希望推断出的auto类型是一个顶层const,需要明确指出:

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const auto f=ci;//ci的推演类型是int,f是const int

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:

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auto &g=ci;//g是一个整型常量引用,绑定到ci
auto &h=42;//错误:不能以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

❗️在上述代码中,auto可将g的类型推断为const int,却不能将h的类型推断为const int,这是因为42是一个右值,普通引用无法绑定到右值。

要在一条语句中定义多个变量,切记,符号&*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:

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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

3.decltype类型指示符

在C++11新标准中引入了decltype,其作用是选择并返回操作数的数据类型

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

❗️decltypeauto的区别:

  • auto i = f();是根据f()的值的类型来推断i的数据类型。并且用表达式f()的值去初始化变量i。
  • decltype(f()) i=x;同样是根据f()的值的类型来推断i的数据类型。但是并不会用表达式f()的值去初始化变量i,而是用另一个值x去初始化i。

❗️decltype处理顶层const和引用的方式与auto有些许不同。

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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

3.1.decltype和引用

如果decltype适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:

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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

⚠️decltype(*p)返回的类型是int&,并不是int。如果表达式的内容是解引用操作,则decltype将得到引用类型。

❗️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decltype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;如果给变量加上了一层或多层括号,编译器就会把它当成是一个表达式。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:

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//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

【切记:】decltype((variable))(注意是双层括号)的结果永远是引用,而decltype(variable)结果只有当variable本身就是一个引用时才是引用。

⚠️但是需要特别注意的是,如果decltype后面双括号中不是一个变量,而是一个表达式,则返回类型是表达式计算得到的值的类型。例如,decltype((val1+val2)) a;,如果val1和val2均为int型,则a就是int型,而不是int&。其等同于decltype(val1+val2) a;