Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

• В процессе вывода типа шаблона аргументы, являющиеся ссылками, рассматриваются как ссылками не являющиеся, т.е. их “ссылочность” игнорируется.

• При выводе типов для параметров, являющихся универсальными ссылками, lvalue-apгумeнты рассматриваются специальным образом.

• При выводе типов для параметров, передаваемых по значению, аргументы, объявленные как constи/или volatile, рассматриваются как не являющиеся ни const, ни volatile.

• В процессе вывода типа шаблона аргументы, являющиеся именами массивов или функций, преобразуются в указатели, если только они не использованы для инициализации ссылок.

Если вы прочли раздел 1.1 о выводе типов шаблонов, вы знаете почти все, что следует знать о выводе типа auto, поскольку за одним любопытным исключением вывод типа auto представляет собой вывод типа шаблона. Но как это может быть? Вывод типа шаблона работает с шаблонами, функциями и параметрами, а autoне имеет дела ни с одной из этих сущностей.

Да, это так, но это не имеет значения. Существует прямая взаимосвязь между выводом типа шаблона и выводом типа auto. Существует буквальное алгоритмическое преобразование одного в другой.

В разделе 1.1 вывод типа шаблона пояснялся с использованием обобщенного шаблона функции

templateТ>

void f( ParamType param);

и обобщенного вызова

f( expr ); // Вызов f с некоторым выражением

При вызове fкомпиляторы используют exprдля вывода типов Tи ParamType.

Когда переменная объявлена с использованием ключевого слова auto, оно играет роль Тв шаблоне, а спецификатор типа переменной действует как ParamType. Это проще показать, чем описать, так что рассмотрим следующий пример:

autox = 27;

Здесь спецификатором типа для xявляется autoсамо по себе. С другой стороны, в объявлении

const autocx = x;

спецификатором типа является const auto. А в объявлении

const auto&rx = x;

спецификатором типа является const auto&. Для вывода типов для x, схи rxв приведенных примерах компилятор действует так, как если бы для каждого объявления имелся шаблон, а также вызов этого шаблона с соответствующим инициализирующим выражением:

template // Концептуальный шаблон для

void func_for_x(Т param); // вывода типа x

func_for_x(27); // Концептуальный вызов: выве-

// денный тип param является

// типом x

template // Концептуальный шаблон для

void func_for_cx(const Т param); // вывода типа cx

func_for_cx(x); // Концептуальный вызов: выве-

// денный тип param является

// типом cx

template // Концептуальный шаблон для

void func_for_rx(const T& param); // вывода типа rx

func_for_rx(x); // Концептуальный вызов: выве-

// денный тип param является

// типом rx

Как я уже говорил, вывод типов для autoпредставляет собой (с одним исключением, которое мы вскоре рассмотрим) то же самое, что и вывод типов для шаблонов.

В разделе 1.1 вывод типов шаблонов был разделен на три случая, основанных на характеристиках ParamType, спецификаторе типа paramв обобщенном шаблоне функции. В объявлении переменной с использованием autoспецификатор типа занимает место ParamType, так что у нас опять имеются три случая.

• Случай 1. Спецификатор типа представляет собой ссылку или указатель, но не универсальную ссылку.

• Случай 2. Спецификатор типа представляет собой универсальную ссылку.

• Случай 3. Спецификатор типа не является ни ссылкой, ни указателем. Мы уже встречались со случаями 1 и 3:

autox = 27; // Случай 3 (x не указатель и не ссылка)

const autocx = x; // Случай 3 (cx не указатель и не ссылка)

const auto&rx = x; // Случай 1 (rx - неуниверсальная ссылка)

Случай 2 работает, как и ожидалось:

auto&&uref1 = x; // x - int и lvalue, так что тип uref1 – int&

auto&&uref2 = cx; // cx - const int и lvalue, так что тип

// uref2 - const int&

auto&&uref3 = 27; // 27 - int и rvalue, так что тип

// uref3 - int&&

Раздел 1.1 завершился обсуждением того, как имена массивов и функций превращаются в указатели для спецификаторов типа, не являющихся ссылками. То же самое происходит и при выводе типа auto:

const char name[] = // Тип name - const char [13]

"R. N. Briggs";

autoarr1 = name; // Тип arr1 - const char*

auto&arr2 = name; // Тип arr2 - const char (&)[13]

void someFunc(int, double); // someFunc - функция, ее тип

// void(int, double)

autofunc1 = someFunc; // Тип func1 - void (*)(int, double)

auto&func2 = someFunc; // Тип func2 - void (&)(int, double)

Как можно видеть, вывод типа autoработает подобно выводу типа шаблона. По сути это две стороны одной медали.

Они отличаются только в одном. Начнем с наблюдения, что если вы хотите объявить intс начальным значением 27, С++98 предоставляет вам две синтаксические возможности:

intx1 = 27;

intx2(27);

С++11, поддерживая старые варианты инициализации, добавляет собственные:

intx3 = { 27 };

intx4{ 27 };

Таким образом, у нас есть четыре разных синтаксиса, но результат один: переменная типа intсо значением 27.

Но, как поясняется в разделе 2.1, объявление переменных с использованием ключевого слова autoвместо фиксированных типов обладает определенными преимуществами, поэтому в приведенных выше объявлениях имеет смысл заменить intна auto. Простая замена текста приводит к следующему коду:

autox1 = 27;

autox2(27);

autox3 = { 27 };

autox4{ 27 };

Все эти объявления компилируются, но их смысл оказывается не тем же, что и у объявлений, которые они заменяют. Первые две инструкции в действительности объявляют переменную типа intсо значением 27. Вторые две, однако, определяют переменную типа std::initializer_list, содержащую единственный элемент со значением 27!

auto x1 = 27; // Тип int, значение - 27

auto x2(27); // То же самое

auto x3 = { 27 }; // std::initializer_list, значение (27}

auto x4{ 27 }; // То же самое

Это объясняется специальным правилом вывода типа для auto. Когда инициализатор для переменной, объявленной как auto, заключен в фигурные скобки, выведенный тип — std::initializer_list. Если такой тип не может быть выведен (например, из-за того, что значения в фигурных скобках относятся к разным типам), код будет отвергнут:

auto x5 = { 1, 2, 3.0}; // Ошибка! Невозможно вывести Т

// для std::initializer_list

Как указано в комментарии, в этом случае вывод типа будет неудачным, но важно понимать, что на самом деле здесь имеют место два вывода типа. Один из них вытекает из применения ключевого слова auto: тип x5должен быть выведен. Поскольку инициализатор x5находится в фигурных скобках, тип x5должен быть выведен как std::initializer_list. Но std::initializer_list— это шаблон. Конкретизация представляет собой создание std::initializer_listс некоторым типом Т, а это означает, что тип Ттакже должен быть выведен. Такой вывод относится ко второй разновидности вывода типов — выводу типа шаблона. В данном примере этот второй вывод неудачен, поскольку значения в фигурных скобках не относятся к одному и тому же типу.