C++ auto类型说明符

Posted 2023-01-27 yhl_leo

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编程时常常需要把表达式的值赋给变量，这就要求在声明变量的时候清楚知道表达式的类型。然而要做到这一点并非那么容易，有时候甚至根本做不到。为了解决这个问题，C++11标准引入了auto类型说明符，用它就能让编译器替我们去分析表达式所属的类型。

与原来那些只对应一种特定类型的说明符不同，auto让编译器通过初值来推算变量类型。显然，auto定义的变量必须要有初始值。

使用auto具有以下几点好处：

• 可靠性：如果表达式的类型发生更改（包括函数返回值发生更改的情况），它也能工作。
• 性能：确保将不会进行转换。
• 可用性：不必担心类型名称拼写困难和拼写有误。
• 效率：代码会变得更高效。

auto item = val1 + val2; // 由val1和val2相加的结果推断出item的类型

auto i=0, *p = &i; // i是整数，p是整型指针

使用auto能在一条语句中声明多个变量。但是一条声明语句只能有一个基本数据类型，所以该语句中所有变量的初始基本数据类型都必须一致：

auto sz = 0, pi = 3.14; // Error!

编译器推断出的auto类型有时候和初始值的类型并不完全一样，编译器会适当地改变结果类型使其更符合初始化规则，例如：

• 使用auto会删除引用

int count = 10;
int& countRef = count;
auto myAuto = countRef;

countRef = 11;
cout << count << " "; // print 11

myAuto = 12;
cout << count << endl; // print 11

你可能会认为 myAuto 是一个 int 引用，但它不是。它只是一个 int，因为输出为 11 11，而不是 11 12；如果 auto 尚未删除此引用，则会出现此情况。

• const限定符
  先引入一种表述：顶层const表示指针本身是个常量，底层const表示指针所指的对象是一个常量。一般auto会忽略掉顶层const，同时底层const则会保留下来，例如：

int i = 0;
const int ci = i, &cr = ci;
auto b = ci;  // b 是一个整数（ci的顶层const特性被忽略掉）
auto c = cr;  // c 是一个整数（cr是ci的别名，ci本身是一个顶层const）
auto d = &i;  // d 是一个整型指针（整数的地址就是指向整数的指针）
auto e = &ci; // e 是一个指向整数常量的指针（对常量对象取地址是一种底层const）

如果希望推断出的auto类型是一个顶层const，需要明确指出：

const auto f = ci; // ci 的推演类型是int，f是const int类型

还可以将引用的类型设置为auto，此时原来的初始化规则仍然适用：

auto &g = ci; // g是一个整型常量引用，绑定到ci
auto &h = 42; // Error: 不能为非常量引用绑定字面值
const auto &j = 42; // OK: 可以为常量引用绑定字面值

切记，符号*和&只从属于某个声明，而非基本数据类型的一部分，因此初始值必须是同一类型：

auto k = ci, &l = i; // k是整数，l是整型引用
auto &m = ci, *p = &ci; // m是对整型常量的引用，p是指向整型常量的指针
auto &n = i, *p2 = &ci; // Error: i的类型是int，而&ci的类型是const int

附上更多示例代码：

• 下面的声明等效。在第一个语句中，将变量j 声明为类型 int。在第二个语句中，将变量 k 推导为类型 int，因为初始化表达式 (0) 是整数

int j = 0;  // Variable j is explicitly type int.
auto k = 0; // Variable k is implicitly type int because 0 is an integer.

• 以下声明等效，但第二个声明比第一个更简单。使用 auto 关键字的最令人信服的一个原因是简单

map<int,list<string>>::iterator i = m.begin(); 
auto i = m.begin(); 

• 使用 iter 和 elem 启动循环时

#include <deque>
using namespace std;

int main()

    deque<double> dqDoubleData(10, 0.1);

    for (auto iter = dqDoubleData.begin(); iter != dqDoubleData.end(); ++iter)
     /* ... */ 

    // prefer range-for loops with the following information in mind
    // (this applies to any range-for with auto, not just deque)

    for (auto elem : dqDoubleData) // COPIES elements, not much better than the previous examples
     /* ... */ 

    for (auto& elem : dqDoubleData) // observes and/or modifies elements IN-PLACE
     /* ... */ 

    for (const auto& elem : dqDoubleData) // observes elements IN-PLACE
     /* ... */ 

• 下面的代码片段使用 new 运算符和指针声明来声明指针

double x = 12.34;
auto *y = new auto(x), **z = new auto(&x);

• 下一个代码片段在每个声明语句中声明多个符号。请注意，每个语句中的所有符号将解析为同一类型。

auto x = 1, *y = &x, **z = &y; // Resolves to int.
auto a(2.01), *b (&a);         // Resolves to double.
auto c = 'a', *d(&c);          // Resolves to char.
auto m = 1, &n = m;            // Resolves to int.

• 此代码片段使用条件运算符 (?:) 将变量 x 声明为值为 200 的整数：

int v1 = 100, v2 = 200;
auto x = v1 > v2 ? v1 : v2;

• 下面的代码片段将变量 x 初始化为类型 int，将变量 y初始化对类型 const int 的引用，将变量 fp 初始化为指向返回类型 int 的函数的指针。

int f(int x)  return x; 
int main()

    auto x = f(0);
    const auto & y = f(1);
    int (*p)(int x);
    p = f;
    auto fp = p;
    //...

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参考：

• Microsoft Developer Network: auto(C++)
• 《C++ Primer(第五版)》 Stanley B. Lippman.