《深入理解C++11：C++11新特性解析与应用》笔记四

第四章 新手易学，老兵易用

4.1 右尖括号>的改进

在 C++98 中，有一条需要程序员规避的规则:如果在实例化模板的时候出现了连续的两个右尖括号 >，那么它们之间需要一个空格来进行分隔，以避免发生编译时的错误。C++98 会将>>优先解析为右移。C++11 中，这种限制被取消了。事实上，C++11标准要求编译器智能地去判断在哪些情况下 >> 不是右移符号。

4.2 auto类型推导

4.2.1 静态类型、动态类型与类型推导

在 C++11 中，标准委员会决定赋予 auto 全新的含义，即auto 不再是一个存储类型指示符 ( storage-class-specifier，如 static、extern、thread local等都是存储类型指示符 )，而是作为一个新的类型指示符 ( type-specifier，如 int、float 等都是类型指示符)来指示编译器auto 声明变量的类型必须由编译器在编译时期推导而得。auto声明的变量必须被初始化，以使编译器能够从其初始化表达式中推导出其类型。

4.2.2 auto的优势

auto推导的优势：1.在拥有初始化表达式的复杂类型变量声明时简化代码。2.免除在一些类型声明时的麻烦，或者避免一些在类型声明时的错误。特别是在一些隐式或者用户自定义类型转换的情况。3.自适应性能够在一定程度上支持泛型的编程。这里举了一个例子：

Max2因为可以保存运算结果，提高了性能。而c++98标准中，因为无法获得a和b类型，因此只能实现Max1宏。

4.2.3 auto的使用细则

首先，c++11中，auto可以与指针和引用结合起来使用，效果符合c/c++程序员的想象。

其次，auto与volatile和const之间也存在着一些相互的联系。声明为auto的变量并不能从其初始化表达式中带走cv限制符。

此外，跟其他的变量指示符一样，同一个赋值语句中，auto可以用来声明多个变量的类型，不过这些变量的类型必须相同。

4种不能推导的情况：

1）对于函数fun来说，auto不能是其形参类型。

2）对于结构体来说，非静态成员变量的类型不能是auto的。

3）声明auto数组。auto z[3]这样的数组会被编译器禁止。

4）在实例化模板的时候使用auto作为模板参数。

为了避免和c++98中auto的含义发生混淆，c++11只保留auto作为类型指示符的用法

4.3 decltype

4.3.1 typeid与decltype

c完全不支持动态类型，c++98部分支持动态类型，也就是运行时类型识别（RTTI）。

RTTI机制为每个类型产生一个type_info类型的数据，程序员可以在程序中使用typeid随时查询一个变量的类型，typeid就会返回变量相应的type_info数据。而type_info的name成员函数可以返回类型的名字。而c++11中又曾佳乐hash_code这个成员函数，返回该类型唯一的哈希值，以供程序员对变量的类型随时进行比较。

除了typeid外，RTTI还包括c++中的dynamic_cast等特性。

事实上，在c++的发展中，类型推导是随着模板和泛型编程的广泛使用而引入的。

c++ 11对类型推导手段进行了细致的考量，最终标准化为了auto以及decltype。

decltype的类型推导总是以一个普通的表达式为参数，返回该表达式的类型。作为一个类型指示符，decltype可以将获得的类型来定义另外一个变量。decltype类型推导也是在编译时进行的。

4.3.2 decltype的应用

c++11中，比较典型的就是decltype与typedef/using的合用。

decltype在某些场景下，可以极大地增加代码的可读性。

在c++中，有时会遇到匿名类型，使用decltype可以重用匿名类型。

有了decltype可以适当扩大模板泛型的能力。

decltype在标准库中也有一些应用，例如基于decltype的模板类result_of，其作用是推导函数的返回类型。

4.3.3 decltype推导四规则

1.如果e是一个没有带括号的标记符表达式或类成员访问表达式，那么decltype(e)就是e所命名的实体的类型。此外，如果e是一个被重载的函数，则会导致编译时错误。

2.否则，假设e的类型是T，如果e是一个将亡值xvalue，那么decltype(e)为T&&。

3.否则，假设e的类型是T，如果e是一个左值，则decltype(e)为T&。

4.否则，假设e的类型是T，则decltype(e)为T。

标记符表达式 (id-expression )，基本上，所有除去关键字、字面量等编译器需要使用的标记之外的程序员自定义的标记 (token ) 都可以是标记符 (identifier )。而单个标记符对应的表达式就是标记符表达式。

4.3.4 cv限制符的继承与冗余的符号

与auto类型推导时不能带走cv限制符不同，decltype能够带走表达式的cv限制符。不过，如果对象的定义中有const或volatile限制符，使用decltype进行推导时，其成员不会继承const或volatile限制符。

与auto相同，decltype从表达式推导出类型后，进行类型定义时，也会允许一些冗余的符号。比如cv限制符及引用符号&，通常如果推导出的类型已经有了这些属性，冗余的符号则会被忽略。

4.4 追踪返回类型

4.4.1 追踪返回类型的引入

c++98中，如果一个函数模板的返回类型依赖于实际的入口参数类型，那么该返回类型在模板实例化之前可能都无法确定，这样的话在定义函数模板时就会遇到麻烦。

最直观的解决方式时对返回类型进行类型推导。

编译器在推导decltype(t1+t2)时，表达式t1和t2都未声明，为了解决这个问题，c++11引入新语法--追踪返回类型，来声明和定义这样的函数。

auto占位符和->return_type构成追踪返回类型函数的两个基本元素。

4.4.2 使用追踪返回类型的函数

4.5 基于范围的for循环

对于一个有范围的集合，说明循环的范围是多余的。可以使用基于范围的for循环来遍历：

如果不需要修改迭代变量的值，也可以不使用引用：

使用auto可以更简练：

使用for循环迭代要求范围是确定的，数组大小不能确定，是不能使用基于范围的for循环，例如：

例子里，作为参数传过来的数组a的范围不能确定。

基于范围的循环使用标准库容器时，如果使用auto来声明迭代的对象时，这个对象不是迭代器对象，而是解引用后的对象。