C++のautoとdecltypeとは？型推論の基本をわかりやすく解説

autoとは

autoは、C++11以降で使用できるキーワードで、変数の型を自動的に推論する（型推論）ために使われます。型推論とは、プログラミング言語において式のデータ型を自動的に判別する機能のことで、強い静的型付けを持つ一部の言語に備わっている特徴です。

例えば、vectorを走査するためのイテレータを作成したい場合、autoを使えばシンプルに記述できます。

コード例

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> arr(10);
    for(auto it = arr.begin(); it != arr.end(); it++) {
        cin >> *it;
    }
    return 0;
}

上記のプログラムでは、itは自動的にstd::vector<int>::iterator型であると推論されます。このように、複雑な型名を明示的に書く必要がなくなり、コードの可読性が向上します。

decltypeとは

decltypeは型指定子の一つで、指定した式の型をそのまま返します。autoが変数に代入される値をもとに型を推論するのに対し、decltypeは引数として渡された式そのものから型を導出する点が大きな違いです。さらに、decltypeが返す型は、そのまま別の変数の定義に利用することもできます。

例えば、先ほどのコードはdecltypeを使うと次のように書き換えられます。

コード例

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> arr(10);
    for (decltype(arr.begin()) it = arr.begin(); it != arr.end(); it++) {
        cin >> *it;
    }
    return 0;
}

autoとdecltypeの違いに注意しよう

decltypeが表す型は、autoによって推論される型と必ずしも一致するとは限りません。この両者には参照やconst修飾の扱いなど、いくつかの微妙な差異が存在します。より深く理解したい方は、Thomas Becker氏によるC++の型推論に関する詳細な解説記事（全12ページ）を参考にするとよいでしょう。
参考：https://thbecker.net/articles/auto_and_decltype/section_01.html