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【C++ 11】auto 自动类型推导

文章目录

  • 【 1. 基本用法 】
  • 【 2. auto 的 应用 】
    • 2.0 auto 的限制
    • 2.1 简单实例
    • 2.2 auto 与指针、引用、const
    • 2.4 auto 定义迭代器
    • 2.5 auto 用于泛型编程

  • 问题背景
    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 为了顺应这种趋势开始使用 auto 关键字支持自动类型推导。
  • auto 的前身
    在之前的 C++ 版本中,auto 关键字用来指明变量的存储类型,它和 static 关键字是相对的:auto 表示变量是自动存储的,这也是编译器的默认规则,所以写不写都一样,一般我们也不写,这使得 auto 关键字的存在变得非常鸡肋。

【 1. 基本用法 】

  • C++11 赋予 auto 关键字新的含义,使用它来做自动类型推导。C++ 中的变量必须是有明确类型的,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,然后用真正的类型代替 auto 这个占位符 ,这样我们就不用手动指明变量的数据类型了。使用 auto 类型推导的变量必须马上初始化,以方便编译器进行类型判断。
  • 基本语法
    • var_name 是变量的名字。
    • value 是变量的初始值。
auto var_name = value;

【 2. auto 的 应用 】

2.0 auto 的限制

auto的 限制案例描述
使用 auto 的时候必须对变量进行初始化内部机制,为了编译器能够依据初始化值进行类型判断。
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。
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。/
auto 不能定义数组如下代码错误,arr 为数组,所以不能使用 auto:
char url[] = “http://c.biancheng.net/”;
auto str[] = url;
auto 不能作用于模板参数如下代码错误,auto 不能作用于模板参数:
template class A{
    //TODO:
};
int main(){
    A<int> C1;
    A<auto> C2 = C1; //错误
    return 0;
}

2.1 简单实例

  • 实例1
    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,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。
auto n = 10;
auto f = 12.8;
auto url = "Hello,My friend!";
  • 实例2:连续定义多个变量
    第一个子表达式,&n 的类型是 int*,编译器会根据 auto *p 推导出 auto 为 int。后面的 m 变量自然也为 int 类型,所以把 99 赋值给它也是正确的。
    推导的时候不能有二义性 :在本例中,编译器根据第一个子表达式已经推导出 auto 为 int 类型,那么后面的 m 也只能是 int 类型,如果写作m=12.5就是错误的,因为 12.5 是double 类型,这和 int 是冲突的。
int n = 20;
auto *p = &n, m = 99;

2.2 auto 与指针、引用、const

  • 先给出小结:
    在这里插入图片描述

  • 实例1
    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 被推导为 int 类型,这表明 当等号 “=” 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

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
  • 实例2
    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 当等号 “=” 右边的表达式带有 const 属性时( 不是 引用+const 类型), 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 当等号 “=” 右边的表达式带有 const 和引用 & 时,auto 的推导将保留表达式的 const 类型
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

2.4 auto 定义迭代器

  • auto 的一个典型应用场景是用来 定义 STL 的迭代器
  • 问题背景
    我们在使用 stl 容器的时候,需要使用迭代器来遍历容器里面的元素;不同容器的迭代器有不同的类型,在定义迭代器时必须指明,而迭代器的类型有时候比较复杂,书写起来很麻烦,如下所示:定义迭代器 i 的时候,类型书写比较冗长,容易出错。
#include <vector>
using namespace std;
int main(){vector< vector<int> > v;vector< vector<int> >::iterator i = v.begin();return 0;
}
  • 然而有了 auto 类型推导,我们大可不必这样,只写一个 auto 即可。修改上面的代码,使之变得更加简洁:
    auto 可以根据表达式 v.begin() 的类型(begin() 函数的返回值类型)来推导出变量 i 的类型。
#include <vector>
using namespace std;
int main(){vector< vector<int> > v;auto i = v.begin();  //使用 auto 代替具体的类型return 0;
}

2.5 auto 用于泛型编程

  • auto 的另一个应用就是当我们不知道变量是什么类型,或者不希望指明具体类型的时候,比如泛型编程中。
  • 实例
    本例中模板函数 func() 会调用所有类的静态函数 get(),并对它的返回值做统一处理,但是 get() 的返回值类型并不一样,而且不能自动转换。这种要求在以前的 C++ 版本中实现起来非常的麻烦,需要额外增加一个模板参数,并在调用时手动给该模板参数赋值,用以指明变量 val 的类型:
#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:static int get(void) {return 100;}
};
class B {
public:static const char* get(void) {return "Hello,My friend!";}
};
template <typename T1, typename T2>  //额外增加一个模板参数 T2
void func(void) {T2 val = T1::get();cout << val << endl;
}
int main(void) {//调用时也要手动给模板参数赋值func<A, int>();func<B, const char*>();return 0;
}
  • 但是有了 auto 类型自动推导,编译器就根据 get() 的返回值自己推导出 val 变量的类型,就不用再增加一个模板参数了,如下所示:
#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:static int get(void) {return 100;}
};
class B {
public:static const char* get(void) {return "Hello,My friend!";}
};template <typename T>
void func(void) {auto val = T::get();cout << val << endl;
}
int main(void) {func<A>();func<B>();return 0;
}

在这里插入图片描述


http://www.mrgr.cn/news/45665.html

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