C++14 中函数返回类型推导 (return type deduction) 的用法？

推荐答案

在C++14中，函数返回类型推导允许编译器根据函数体中的return语句自动推导出函数的返回类型。使用auto关键字作为函数的返回类型，编译器会根据函数体中的return语句推导出返回类型。

auto add(int a, int b) {
    return a + b;  // 返回类型推导为 int
}

auto multiply(double a, double b) {
    return a * b;  // 返回类型推导为 double
}

本题详细解读

1. 基本用法

在C++14中，函数返回类型推导通过使用auto关键字来实现。编译器会根据函数体中的return语句自动推导出返回类型。例如：

auto add(int a, int b) {
    return a + b;  // 返回类型推导为 int
}

在这个例子中，add函数的返回类型被推导为int，因为a + b的结果是int类型。

2. 多返回语句的情况

如果函数体中有多个return语句，所有return语句的表达式类型必须一致，否则会导致编译错误。

auto max(int a, int b) {
    if (a > b) {
        return a;  // 返回类型推导为 int
    } else {
        return b;  // 返回类型推导为 int
    }
}

在这个例子中，max函数的返回类型被推导为int，因为所有return语句的表达式类型都是int。

3. 返回类型推导的限制

• 不能推导出void类型：如果函数没有return语句，或者return语句没有表达式，编译器无法推导出返回类型，会导致编译错误。

  auto noReturn() {
      // 编译错误：无法推导出返回类型
  }

• 不能推导出引用类型：如果return语句返回一个引用，编译器会推导出值类型，而不是引用类型。如果需要返回引用类型，必须显式指定返回类型。

  int& getRef(int& x) {
      return x;  // 返回类型为 int&
  }
  
  auto getRefAuto(int& x) {
      return x;  // 返回类型推导为 int，而不是 int&
  }

4. 与decltype(auto)的区别

decltype(auto)也可以用于返回类型推导，但它会保留表达式的引用和const限定符。

int x = 10;
int& getRef() {
    return x;
}

decltype(auto) getRefAuto() {
    return x;  // 返回类型推导为 int&
}

在这个例子中，getRefAuto函数的返回类型被推导为int&，因为decltype(auto)保留了x的引用类型。

5. 使用场景

• 简化代码：当函数的返回类型较为复杂时，使用返回类型推导可以简化代码。

  auto createComplexObject() {
      return std::make_shared<ComplexObject>();
  }

• 模板编程：在模板编程中，返回类型推导可以避免显式指定返回类型，使代码更加通用。

  template <typename T, typename U>
  auto add(T a, U b) {
      return a + b;
  }

在这个例子中，add函数可以接受任意类型的参数，并返回它们的和，返回类型由编译器自动推导。