Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14 - [11]

Как я уже говорил, вывод типов для auto представляет 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 param в обобщенном шаблоне функции. В объявлении переменной с использованием auto спецификатор 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:

auto x = 27;        // Случай 3 (x не указатель и не ссылка)
const auto cx = 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";
auto arr1 = name;           // Тип arr1 - const char*
auto& arr2 = name;          // Тип arr2 - const char (&)[13]

void someFunc(int, double); // someFunc - функция, ее тип
                            // void(int, double)
auto func1 = someFunc;      // Тип func1 - void (*)(int, double)
auto& func2 = someFunc;     // Тип func2 - void (&)(int, double)

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

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

int x1 = 27;
int x2(27);

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

int x3 = { 27 };
int x4{ 27 };

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

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

auto x1 = 27;
auto x2(27);
auto x3 = { 27 };
auto x4{ 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 int со 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 x5 должен быть выведен. Поскольку инициализатор x5 находится в фигурных скобках, тип x5 должен быть выведен как std::initializer_list. Но std::initializer_list — это шаблон. Конкретизация представляет собой создание std::initializer_list с некоторым типом Т, а это означает, что тип Т также 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.

Рассмотрение инициализаторов в фигурных скобках является единственным отличием вывода типа auto от вывода типа шаблона. Когда объявленная с использованием ключевого слова auto переменная инициализируется с помощью инициализатора в фигурных скобках, выведенный тип представляет собой конкретизацию std::initializer_list. Но если тот же инициализатор передается шаблону, вывод типа оказывается неудачным, и код отвергается:

auto x = { 11, 23, 9 }; // Тип x – std::initializer_list

template    // Объявление шаблона с параметром
void f(Т param);        // эквивалентно объявлению x

f({ 11, 23, 9 });       // Ошибка вывода типа для Т

Однако, если вы укажете в шаблоне, что param представляет собой std::initializer_list