1. 类型推导

程序猿本员

2025-12-07 38 阅读4分钟

用函数传参来想下面规则，会容易很多

1. 理解模板型别推导

template<class T>
void func(ParamType param); // 这里ParamType可能是
                            //const、指针、引用修饰的类型T
func(expr); // 通过表达式调用

T的推导不仅与expr有关，还与ParamType有关

expr（实参）的影响

有引用的实参会被视为无引用，如int& x = 1;func(x);，T推导出来类型就是int，而非int &

ParamType（形参）也会影响T的推导，先决定形参类型，再推导出T，分为：

引用或指针&、*，形参会保留const修饰，因为底层const指针只能被底层const指针接受
万能引用&&，左值会被推导为左值引用(唯一T为引用的情形)，如int x = 1;func(x);//这里T推导出来就是int &,而右值则会去掉引用，T为常规的，如func(27);//T推导出来就是int
值传递，会去掉修饰变量的const属性，如const char* const==>const char*

两者共同作用

如果实参是数组

值传递会退化为指针类型，如char a[10]==>char *
引用传递，则会保留数组大小，如const char (&)[10]

//在编译期间返回一个数组大小的常量值（//数组形参没有名字，
//因为我们只关心数组的大小）
template<typename T, std::size_t N>
constexpr std::size_t arraySize(T (&)[N]) noexcept
{ 
    return N; 
}

如果实参是函数

值传递还是会退化为指针，int func(char c)==>int (*)(char)
引用传递，int func(char c)==>int (&)(char)

template<class ReturnT,class Param1>
void getFuncType(ReturnT (*)(Param1)){
    ...;
}

2. 理解auto型别推导

一般情况下，auto类型推导和template类型推导一样，可以认为auto是template的语法糖

auto ==> T
对auto的修饰 ==> ParamType

int x = 1;

const auto& rx = x; // auto推导为int
//===等价于===
template<class T>
void fun(const T& rx);
func(x); //T推导为int

两者唯一区别在于，auto会假定大括号括起来的初始化表达式代表一个std::initializer_list,而template却不会，直接报错

auto x = { 11, 23, 9 };         //x的类型是std::initializer_list<int>

template<typename T>            //带有与x的声明等价的
void f(T param);                //形参声明的模板

f({ 11, 23, 9 });               //错误！不能推导出T

cpp14中，auto推导返回值类型、lambda中auto修饰形参时使用的template推导，所以不能推导{}初始化表达式

这里cpp11不允许auto推导返回值类型，且auto只能推导单条语句的lambda表达式，如auto lambda = [](int x) { return x * 1.5; };

auto createInitList()
{
    return { 1, 2, 3 };  //错误！不能推导{ 1, 2, 3 }的类型
}

auto resetV = 
    [](const auto& newValue){ ... }; //C++14
resetV({ 1, 2, 3 });  //错误！不能推导{ 1, 2, 3 }的类型

3. 理解decltype

decltype只是简单的返回名字或者表达式的类型，如

bool f(const Widget& w);        
//decltype(w)是const Widget&
//decltype(f)是bool(const Widget&)

在 C++11 中，auto + 尾置返回类型（-> decltype(...)）的主要用途是 解决函数返回值依赖参数类型的场景，尤其是模板函数中返回值与参数类型相关的情况。

template<typename Container, typename Index> 
auto authAndAccess(Container& c, Index i) //这里auto不是用来推导，只是暗示使用了C++11的**尾置返回类型**语法
    ->decltype(c[i]) //尾置返回类型，与参数相关
{
    return c[i];
}

在cpp14中，auto可以直接用来推导返回值类型，但是注意auto会忽视掉实参的引用，所以上面代码去掉decltype，返回的就是c[i]的临时对象，而如果是使用auto&，则一直都是返回引用；
需要真正做到按照值返回，可以使用decltype(auto)(cpp11不支持)，这里是提示auto使用decltype的推导方式，也就完美做到按照返回值类型来返回

template<typename Containter, typename Index>   //仍然需要改进
decltype(auto) authAndAccess(Container& c, Index i);

但是现在并不支持右值传递，所以引入完美引用

template<typename Container, typename Index>    //最终的C++11版本
auto
authAndAccess(Container&& c, Index i)
->decltype(std::forward<Container>(c)[i])
{
    authenticateUser();
    return std::forward<Container>(c)[i];
}

将decltype应用于变量名会产生该变量名的声明类型。比单纯的变量名更复杂的左值表达式，decltype可以确保报告的类型始终是左值引用，如decltype(x)是int，那decltype((x))是int&

decltype(auto) f2()
{
    int x = 0;
    return (x);    //decltype((x))是int&，所以f2返回int&
}

4. 掌握查看型别推导结果的方法

类型推断可以从IDE看出，从编译器报错看出，从Boost TypeIndex库的使用看出
这些工具可能既不准确也无帮助，所以理解C++类型推导规则才是最重要的