Cpp 型推論 auto

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※このページではC++にのみ存在する機能として、記事タイトルがC++ 型推論 autoになっています。

型推論 auto

　C++11から導入されたautoによる型推論は、変数宣言時に具体的な型名の代わりにautoキーワードを指定することで、変数の型を初期化子から推論できるようになりました。例えば、以下のように、int型の変数iを初期化子0で初期化する場合、autoキーワードを使って、変数の型を推論することができます。

auto i = 0; // iはint型

　autoキーワードは、配列や標準ライブラリのコンテナ、ユーザー定義のクラスに対しても使用することができます。また、autoキーワードは、関数の戻り値の型を後置する関数宣言構文でも使用されますが、その場合のautoには型推論の意味はありません。

　C++の型推論による初期化子の種類は、主に以下のものがあります。

直接初期化 (Direct Initialization):

cpp

auto x = 42;  // int型
auto y = 3.14;  // double型
auto z = "Hello, World!";  // const char[14]型

コピー初期化 (Copy Initialization):

cpp

auto a = 42;  // int型
auto b = 3.14;  // double型
auto c = "Hello, World!";  // const char[14]型

リスト初期化 (List Initialization):

cpp

auto arr = {1, 2, 3};  // std::initializer_list<int>型
auto vec = std::vector<int>{1, 2, 3};  // std::vector<int>型
auto lst = {1, 3.14, "Hello"};  // std::initializer_list<std::variant<int, double, const char*>>型

参照の初期化 (Reference Initialization):

cpp

int i = 42;
auto& ref_i = i;  // int&型

const double pi = 3.14;
auto& ref_pi = pi;  // const double&型

const char* str = "Hello";
auto& ref_str = str;  // const char*&型

右辺値参照の初期化 (Rvalue Reference Initialization):

cpp

int a = 42;
auto&& rvalue_ref = std::move(a);  // int&&型

　これらの初期化子を使った際に、autoキーワードを使用することで型推論が行われます。型推論は、初期化子の種類によって微妙に異なる場合があります。一般的には、直接初期化やコピー初期化の場合は初期化子の型と同じ型になりますが、リスト初期化の場合や参照の初期化の場合は注意が必要です。

　例えば、リスト初期化の場合は初期化子の型を見て適切な型が選ばれます。参照の初期化の場合は、参照先の型になります。

　注意: autoによる型推論が明示的な型指定よりも柔軟である一方で、適切な型が推論されない場合やプログラマの意図しない型が推論される可能性もあるため、慎重に使用する必要があります。

　例えば、以下のような型として推論されることがあります。実に様々ですが10パターンをあげます。

ポインタ型:

cpp

int x = 42;
auto ptr = &x;  // int*型

参照型:

cpp

int y = 42;
auto& ref = y;  // int&型

配列型:

cpp

int arr[] = {1, 2, 3};
auto arr_auto = arr;  // int[3]型

関数ポインタ型:

cpp

int add(int a, int b) { return a + b; }
auto func_ptr = &add;  // int (*)(int, int)型

メンバポインタ型:

cpp

struct MyStruct {
    int member;
};
auto member_ptr = &MyStruct::member;  // int MyStruct::*型

クラス型:

cpp

class MyClass {
    // ...
};
auto obj = MyClass();  // MyClass型

enum型:

cpp

enum Color { Red, Green, Blue };
auto color_enum = Color::Red;  // Color型

nullptr型:

cpp

auto null_ptr = nullptr;  // std::nullptr_t型

decltype型:

cpp

int z = 42;
decltype(z) decl_z = 10;  // int型

テンプレート型:

cpp

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

auto result = add(3, 4);  // int型

　

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