decltype 与自动

Question

据我了解，decltype 和 auto 都会尝试找出某物的类型。

如果我们定义：

int foo () {
    return 34;
}

那么这两个声明都是合法的：

auto x = foo();
cout << x << endl;

decltype(foo()) y = 13;
cout << y << endl;

您能告诉我decltype 和auto 之间的主要区别是什么吗？

Answer 1

decltype 给出了传递给它的表达式的声明 类型。 auto 和模板类型推导一样。因此，例如，如果您有一个返回引用的函数，auto 仍将是一个值（您需要auto& 来获取引用），但decltype 将完全是返回值的类型。

#include <iostream>
int global{};
int& foo()
{
   return global;
}

int main()
{
    decltype(foo()) a = foo(); //a is an `int&`
    auto b = foo(); //b is an `int`
    b = 2;

    std::cout << "a: " << a << '\n'; //prints "a: 0"
    std::cout << "b: " << b << '\n'; //prints "b: 2"

    std::cout << "---\n";
    decltype(foo()) c = foo(); //c is an `int&`
    c = 10;

    std::cout << "a: " << a << '\n'; //prints "a: 10"
    std::cout << "b: " << b << '\n'; //prints "b: 2"
    std::cout << "c: " << c << '\n'; //prints "c: 10"
 }

另请参阅 David Rodríguez 的回答，关于在哪些地方只有 auto 或 decltype 之一是可能的。

Answer 2

auto（在它推断类型的上下文中）仅限于定义具有初始化程序的变量的类型。 decltype 是一个更广泛的构造，它会以额外信息为代价来推断表达式的类型。

在可以使用auto 的情况下，它比decltype 更简洁，因为您不需要提供用于推断类型的表达式。

auto x = foo();                           // more concise than `decltype(foo()) x`
std::vector<decltype(foo())> v{ foo() };  // cannot use `auto`

关键字auto 也用于完全不相关的上下文中，当为函数使用尾随返回类型时：

auto foo() -> int;

auto 只是一个领导者，因此编译器知道这是一个带有尾随返回类型的声明。虽然上面的示例可以轻松转换为旧样式，但在泛型编程中它很有用：

template <typename T, typename U>
auto sum( T t, U u ) -> decltype(t+u)

请注意，在这种情况下，auto 不能用于定义返回类型。

Answer 3

修改@Mankarse的示例代码，我认为更好的自爆：

#include <iostream>
int global = 0;
int& foo()
{
   return global;
}

int main()
{
    decltype(foo()) a = foo(); //a is an `int&`
    auto b = foo(); //b is an `int`
    b = 2;

    std::cout << "a: " << a << '\n'; //prints "a: 0"
    std::cout << "b: " << b << '\n'; //prints "b: 2"
    std::cout << "global: " << global << '\n'; //prints "global: 0"

    std::cout << "---\n";

    //a is an `int&`
    a = 10;

    std::cout << "a: " << a << '\n'; //prints "a: 10"
    std::cout << "b: " << b << '\n'; //prints "b: 2"
    std::cout << "global: " << global << '\n'; //prints "global: 10"

    return 0;

}

Answer 4

通常，如果您需要为要初始化的变量指定类型，请使用 auto。 decltype 更适合用于非变量类型（如返回类型）的类型。

Answer 5

我认为 auto 是一个纯粹的简化功能，而 decltype 的主要目的是 在基础库中启用复杂的元编程。然而，它们非常接近 从语言技术的使用角度来看是相关的。

来自HOPL20 4.2.1，Bjarne Stroustrup。