Từ khóa auto và decltype

nguyenchiemminhvu · August 3, 2016, 3:10pm

####Hi everyone! Rất vui khi được gặp lại mọi người trong bài học tiếp theo của khóa học lập trình trực tuyến ngôn ngữ C++.

Trong bài học hôm nay, chúng ta làm quen với một số khái niệm mới được cung cấp bởi chuẩn C++11 khi làm việc về kiểu dữ liệu.

Nhưng trước hết, mình muốn giới thiệu với các bạn 1 thư viện trong Visual studio 2015, nó sẽ hổ trợ cho chúng ta xem thông tin về kiểu dữ liệu của một đối tượng ta đang xem xét.

###Thư viện typeinfo

Thư viện này định nghĩa 1 class (các bạn sẽ được học về class trong phần lập trình hướng đối tượng với C++) có tên là type_info, class này giữ thông tin về kiểu dữ liệu của đối tượng đang được xem xét.

Sử dụng thư viện typeinfo chúng ta có thể thực hiện phép so sánh == hoặc != giữa hai đối tượng để kiểm tra chúng có cùng hay khác kiểu dữ liệu.

Chúng ta còn có thể lấy ra thông tin về kiểu dữ liệu của đối tượng thông qua toán tử typeid. Hoặc sử dụng phương thức name định nghĩa bên trong class type_info để lấy ra tên của kiểu dữ liệu của đối tượng.

namespace std	{
	...
	class type_info;
	class bad_cast;
	class bad_typeid;
	...
}

Vì class type_info được định nghĩa trong namespace std nên chúng ta cũng nên khai báo using namespace std trước khi sử dụng.

Một ví dụ về việc sử dụng thư viện typeinfo:

Sử dụng toán tử == và != trong class type_info:

  int n;

  // compare the type of n with type int32_t
  if (typeid(int32_t) == typeid(n))
  	cout << "n is an object of type int32_t" << endl;

  // compare the type of n with type float
  if (typeid(float) != typeid(n))
  	cout << "n is not an object of type float" << endl;

Các bạn thử chạy lại đoạn code mẫu trên để tự mình xem kết quả.

Lấy ra tên kiểu dữ liệu của một đối tượng cụ thể:

  int64_t i_value;
  float	f_value;

  cout << "Type of i_value is " << typeid(i_value).name() << endl;
  cout << "Type of f_value is " << typeid(f_value).name() << endl;

Toán tử typeid nhận vào một đối tượng (có thể là 1 biến), ví dụ typeid(i_value), toán tử typeid khi sử dụng sẽ trả về một đối tượng kiểu type_info. Chúng ta sử dụng dấu chấm để gọi ra phương thức name được định nghĩa bên trong kiểu type_info, phương thức name trả về 1 chuỗi kí tự là tên kiểu dữ liệu của đối tượng chúng ta đưa vào.

typeid(i_value).name(); //Có thể sử dụng đối tượng cout để in tên của i_value lên màn hình

Trong bài này, mình chỉ mới sử dụng thư viện typeinfo cho các kiểu dữ liệu cơ bản, một số thứ khác mình sẽ đề cập đến trong phần lập trình hướng đối tượng với C++.

###Từ khóa auto (auto keyword)

Các bạn cùng nhìn lại cách thông thường mà chúng ta khai báo biến.

<data_type> <name_of_variable> [= <original value>];

Dựa trên cú pháp khai báo biến này, lập trình viên phải xác định trước được kiểu dữ liệu cần sử dụng để lưu trữ giá trị.

Với chuẩn C++11 ra đời, compiler có thể thay bạn quyết định kiểu dữ liệu cho giá trị mà bạn muốn sử dụng bằng cách sử dụng từ khóa auto.

Cách sử dụng từ khóa auto:

auto <variable_name> = <expression>;

Giá trị khởi tạo là thành phần bắt buộc phải có khi sử dụng từ khóa auto, compiler sẽ dựa trên giá trị khởi tạo để quyết định kiểu dữ liệu nào phù hợp với biến (có thể là 1 con số, 1 kí tự, 1 chuỗi kí tự, hoặc 1 biểu thức toán học…).

auto x = 0;
auto max_of_int64 = INT64_MAX;
auto PI = 3.14;
auto character = 'V';
auto my_name = "Le Tran Dat";

Chúng ta cùng thử dùng thư viện typeinfo mà mình đã giới thiệu ở trên để xem từ khóa auto đã chọn kiểu dữ liệu gì cho từng biến.

cout << "Type of x: " << typeid(x).name() << endl;
cout << "Type of max_of_int64: " << typeid(max_of_int64).name() << endl;
cout << "Type of PI: " << typeid(PI).name() << endl;
cout << "Type of character: " << typeid(character).name() << endl;
cout << "Type of my_name: " << typeid(my_name).name() << endl;

Bên dưới là kết quả chạy chương trình của mình.

Compiler đã chọn đúng kiểu dữ liệu cho từng biến, nhưng chưa phải là tối ưu nhất. Ví dụ với giá trị PI = 3.14, chúng ta hoàn toàn có thể lưu trữ với kiểu dữ liệu float (4 bytes) thay vì kiểu double (8 bytes). Nhưng vì compiler muốn đảm bảo an toàn cho dữ liệu, nên nó đã chọn kiểu có kích thước lớn hơn để đề phòng giá trị biến PI có thể bị thay đổi.

Trong bài học này, mình chỉ mới hướng dẫn các bạn sử dụng từ khóa auto để làm việc với các kiểu dữ liệu cơ bản. Từ khóa auto còn có thể dùng để tự nhận dạng các kiểu dữ liệu mà chúng ta tự định nghĩa, kiểu con trỏ, các iterator trong bộ thư viện STL,… Vì thế, mình sẽ còn nhắc lại từ khóa auto trong những bài học sau.

###Từ khóa decltype (decltype keyword)

Cũng tương tự với từ khóa auto, từ khóa decltype giúp chương trình tự động xác định kiểu dữ liệu cho biến. Nhưng cách sử dụng từ khóa decltype có một chút khác biệt so với cách sử dụng từ khóa auto.

Để phân biệt:

Từ khóa auto xác định kiểu dữ liệu dựa trên phần khởi tạo của biến.
Từ khóa decltype xác định kiểu dữ liệu từ 1 biến hoặc 1 biểu thức khác.

Vì thế, khi sử dụng từ khóa decltype, chúng ta phải sử dụng kèm với 1 đối tượng cụ thể (1 biến, 1 biểu thức hoặc 1 đối tượng của class nào đó…).

Cách sử dụng từ khóa decltype:

decltype(<object or expression>) <variable_name> [= <initial_value>];

Giá trị khởi tạo (phần đặt trong ngoặc vuông) là không bắt buộc vì từ khóa decltype đã xác định được kiểu dữ liệu bằng cách lấy kiểu dữ liệu của đối tượng (object) hoặc biểu thức (expression).

int32_t i_value;
decltype(i_value) what_is_this;

cout << typeid(what_is_this).name() << endl; //int

Trong đoạn chương trình trên, mình khai báo 1 biến có tên là i_value với kiểu dữ liệu int32_t. Sau đó, mình dùng từ khóa decltype để lấy ra kiểu dữ liệu của biến i_value và dùng nó cho biến mà mình muốn sử dụng.

Thử so sánh kiểu dữ liệu của 2 biến:

int32_t i_value;
decltype(i_value) what_is_this;

if (typeid(i_value) == typeid(what_is_this))
	cout << "i_value and what_is_this have the same data type" << endl;
else
	cout << "Are you kidding me?" << endl;

Bởi vì từ khóa decltype lấy kiểu dữ liệu của đối tượng trước đó để khai báo cho đối tượng sau, nên hai đối tượng này luôn có cùng kiểu dữ liệu.

###Kết hợp từ khóa auto và từ khóa decltype (C++14 standard)

Khi các bạn sử dụng Visual studio 2015 thì sẽ được tích hợp luôn chuẩn C++14. Và các bạn có thể thực hiện khai báo như sau:

decltype(auto) <variable_name> = <initial_value>;

Từ khóa decltype sẽ lấy ra kiểu dữ liệu mà từ khóa auto đã xác định được qua giá trị khởi tạo. Vì thế, giá trị khởi tạo là thành phần bắt buộc.

decltype(auto) my_name = "Le Tran Dat";
cout << "Type of my_name: " << typeid(my_name).name() << endl; //char const [12]

Qua đoạn code mẫu trên, compiler đã xác định được kiểu dữ liệu dùng cho biến my_name là chuỗi kí tự gồm 12 kí tự.

Lưu ý: cách dùng này chỉ được hổ trợ trong chuẩn C++14.

###Tổng kết

Sử dụng từ khóa auto và decltype giúp chương trình của chúng ta dễ hiểu hơn, nhưng cũng có một số hạn chế khi để compiler tự động quyết định kiểu dữ liệu. Ví dụ:

int i_value = 10;
float f_value = 2.5f;

auto a_value = i_value * f_value;
cout << typeid(a_value).name() << ": " << a_value << endl;

Compiler xác định kiểu dữ liệu float cho biến a_value, nhưng giá trị in ra là 25 chứ không phải 25.0 như biến float thông thường.

Vì thế, các bạn cần cân nhắc trước khi sử dụng những từ khóa này.

Hẹn gặp lại các bạn trong bài học tiếp theo trong khóa học lập trình C++ hướng thực hành.

Mọi ý kiến đóng góp hoặc thắc mắc có thể đặt câu hỏi trực tiếp tại diễn đàn

www.daynhauhoc.com

Link Videos khóa học

dgra · July 10, 2016, 10:50am

2.5 hay 25.0 vậy anh Đạt?

nguyenchiemminhvu · July 10, 2016, 12:05pm

Giá trị được in ra màn hình là biến a_value. Biến a_value được khởi tạo giá trị bằng tích của biến i_value nhân với f_value (10 * 2.5 = 25.0).

Lúc này, compiler tự xác định giá trị cho biến a_value là float. Trong một số trường hợp chúng ta muốn in ra kết quả có phần thập phân thì trường hợp này nó không in ra phần thập phân do compiler nó quy ước như vậy.

Nhưng mà cái này cũng không quan trọng lắm. Chỉ biết là nó có như vậy là đủ rồi.

dgra · July 10, 2016, 12:31pm

Ô em xin lỗi, không để ý là code có *

nguyen_nguyen_dinh · January 3, 2018, 2:40am

Vậy mình thấy decltype(auto) có khác gì sử dụng mỗi auto đâu nhỉ?
Bạn có thể chỉ ra ưu, nhược điểm của auto và decltype được ko?

the_best_dragon · September 13, 2022, 3:23pm

Một vài ví dụ từ stackoverflow:

int i;
int&& f();
auto x3a = i;                          // decltype(x3a) is int
decltype(auto) x3d = i;          // decltype(x3d) is int
auto x4a = (i);                       // decltype(x4a) is int
decltype(auto) x4d = (i);       // decltype(x4d) is int&
auto x5a = f();                       // decltype(x5a) is int
decltype(auto) x5d = f();       // decltype(x5d) is int&&
auto x6a = { 1, 2 };                // decltype(x6a) is std::initializer_list<int>
decltype(auto) x6d = { 1, 2 }; // error, { 1, 2 } is not an expression
auto *x7a = &i;                      // decltype(x7a) is int*
decltype(auto)*x7d = &i;       // error, declared type is not plain decltype(auto)

Stackoverflow