C++ 自动类型推断：auto & decltype详解

1. 目标

• 理解 auto 关键字的作用与使用场景

• 掌握 decltype 关键字的特性及用法

• 学习如何在 C++ 开发中高效使用类型推断

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2. auto 关键字

2.1 什么是 auto？

auto 关键字用于自动推断变量的类型，编译器根据变量的初始值自动确定其数据类型。

✅ 示例

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    auto x = 42;        // 推断 x 为 int
    auto y = 3.14;      // 推断 y 为 double
    auto z = "hello";   // 推断 z 为 const char*
    
    std::cout << x << " " << y << " " << z << std::endl;
    return 0;
}

2.2 auto 在容器中的应用

✅ 遍历 std::vector

std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

• auto it 让编译器自动推断迭代器类型，避免冗长的 std::vector<int>::iterator。

✅ 使用范围 for 循环

for (auto v : vec) {
    std::cout << v << " ";
}

• auto 省略了显式的 int 声明，提高可读性。

2.3 auto 与 const、引用的结合

✅ 使用 auto 推导引用

int a = 10;
auto& ref = a;  // ref 是 int&，可以修改 a
ref = 20;
std::cout << a;  // 输出 20

✅ 使用 const auto 保持常量性

const int b = 30;
auto x = b;       // x 的类型是 int，不是 const int
const auto y = b; // y 的类型是 const int

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3. decltype 关键字

3.1 decltype 的作用

decltype 用于获取表达式的精确类型，不同于 auto，它不会立即对变量求值。

✅ 示例

int a = 10;
decltype(a) b = 20;  // b 的类型是 int

✅ 适用于返回值类型

template<typename T1, typename T2>
auto add(T1 a, T2 b) -> decltype(a + b) {
    return a + b;
}

3.2 decltype 与 auto 的区别

关键字	作用	是否立即计算表达式
auto	根据初始化值推导类型	是
decltype	获取表达式的类型	否

✅ 示例对比

int a = 10, b = 20;
auto x = a + b;      // x 是 int，表达式 `a + b` 被计算
decltype(a + b) y;   // y 也是 int，但不会计算 `a + b`

3.3 decltype(auto)

• decltype(auto) 可以保持表达式的所有修饰符（如 const、引用等）

✅ 示例

int a = 42;
int& ref = a;
decltype(auto) x = ref;  // x 是 int&，保持引用

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