C++11新特性学习：auto类型推导

Posted 2021-09-04 CodeBowl

1.auto 类型推导

在 C++11 之前的版本（C++98 和 C++ 03）中，定义变量或者声明变量之前都必须指明它的类型，比如 int、char 等；但是在一些比较灵活的语言中，比如 C#、javascript、php、Python 等，程序员在定义变量时可以不指明具体的类型，而是让编译器（或者解释器）自己去推导，这就让代码的编写更加方便。
C++11 赋予 auto 关键字新的含义，使用它来做自动类型推导。也就是说，使用了 auto 关键字以后，编译器会在编译期间自动推导出变量的类型，这样我们就不用手动指明变量的数据类型了。
auto 关键字基本的使用语法如下：

auto name = value;

name 是变量的名字，value 是变量的初始值。
注意：auto 仅仅是一个占位符，在编译器期间它会被真正的类型所替代。或者说，C++ 中的变量必须是有明确类型的，只是这个类型是由编译器自己推导出来的。

auto 类型推导的简单例子

auto n = 10;
auto f = 12.8;
auto p = &n;
auto url = "http://c.biancheng.net/cplus/";

下面我们来解释一下：
• 第 1 行中，10 是一个整数，默认是 int 类型，所以推导出变量 n 的类型是 int。
• 第 2 行中，12.8 是一个小数，默认是 double 类型，所以推导出变量 f 的类型是 double。
• 第 3 行中，&n 的结果是一个 int* 类型的指针，所以推导出变量 p 的类型是 int*。
• 第 4 行中，由双引号""包围起来的字符串是 const char* 类型，所以推导出变量 url 的类型是 const char*，也即一个常量指针。

注意事项

1.使用auto类型推导的变量必须马上初始化。
2.推导不能有二义性，例如int n=1，m=1.55;这样就是冲突的，m也必须是int类型才可以。

auto的高级用法

auto 除了可以独立使用，还可以和某些具体类型混合使用，这样 auto 表示的就是“半个”类型，而不是完整的类型。请看下面的代码：
int x = 0;
auto p1 = &x; //p1 为 int ，auto 推导为 int
auto p2 = &x; //p2 为 int，auto 推导为 int
auto &r1 = x; //r1 为 int&，auto 推导为 int
auto r2 = r1; //r2 为 int，auto 推导为 int
下面我们来解释一下：
• 第 2 行代码中，p1 为 int* 类型，也即 auto * 为 int ，所以 auto 被推导成了 int 类型。
• 第 3 行代码中，auto 被推导为 int 类型，前边的例子也已经演示过了。
• 第 4 行代码中，r1 为 int & 类型，auto 被推导为 int 类型。
• 第 5 行代码是需要重点说明的，r1 本来是 int& 类型，但是 auto 却被推导为 int 类型，这表明当=右边的表达式是一个引用类型时，auto 会把引用抛弃，直接推导出它的原始类型。
接下来，我们再来看一下 auto 和 const 的结合：

int  x = 0;
const  auto n = x;  //n 为 const int ，auto 被推导为 int
auto f = n;      //f 为 const int，auto 被推导为 int（const 属性被抛弃）
const auto &r1 = x;  //r1 为 const int& 类型，auto 被推导为 int
auto &r2 = r1;  //r1 为 const int& 类型，auto 被推导为 const int 类型

下面我们来解释一下：
• 第 2 行代码中，n 为 const int，auto 被推导为 int。
• 第 3 行代码中，n 为 const int 类型，但是 auto 却被推导为 int 类型，这说明当=右边的表达式带有 const 属性时， auto 不会使用 const 属性，而是直接推导出 non-const 类型。
• 第 4 行代码中，auto 被推导为 int 类型，这个很容易理解，不再赘述。
• 第 5 行代码中，r1 是 const int & 类型，auto 也被推导为 const int 类型，这说明当 const 和引用结合时，auto 的推导将保留表达式的 const 类型。
最后我们来简单总结一下 auto 与 const 结合的用法：
• 当类型不为引用时，auto 的推导结果将不保留表达式的 const 属性；
• 当类型为引用时，auto 的推导结果将保留表达式的 const 属性。

auto的限制

前面介绍推导规则的时候我们说过，使用 auto 的时候必须对变量进行初始化，这是 auto 的限制之一。那么，除此以外，auto 还有哪些其它的限制呢？

1) auto 不能在函数的参数中使用。

这个应该很容易理解，我们在定义函数的时候只是对参数进行了声明，指明了参数的类型，但并没有给它赋值，只有在实际调用函数的时候才会给参数赋值；而 auto 要求必须对变量进行初始化，所以这是矛盾的。
2) auto 不能作用于类的非静态成员变量（也就是没有 static 关键字修饰的成员变量）中。
3) auto 关键字不能定义数组，比如下面的例子就是错误的：

char url[] = "http://c.biancheng.net/";
auto  str[] = url;  //arr 为数组，所以不能使用 auto

4) auto 不能作用于模板参数，请看下面的例子：

template <typename T>
class A{
//TODO:
};
int  main(){
A<int> C1;
A<auto> C2 = C1;  //错误
return 0;
}

auto的应用

1. 使用auto定义迭代器

int main(){
    vector< vector<float> > v;
    auto i = v.begin();  //使用 auto 代替具体的类型
    return 0;
}

2. auto用于泛型编程

class A{
public:
    static int get(void){
        return "A::get()返回值";
    }
};
template <typename T>
void func(void){
    auto val = T::get();
    cout << val << endl;
}