【C++基础】auto关键字(C++11)（auto的使用细则；auto不能推导的场景；auto的使用场景；基于范围的for循环）

九、auto关键字

9.1 auto简介

• 在早期C/C++(C++98)中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的是一直没有人去使用它。因为在函数内定义的变量默认就是局部变量。

• C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

• 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法

int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
return 0;
}

测试结果：

注意：使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。

9.2 auto的使用细则

1. auto与指针和引用结合起来使用

   用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别（只做类型强调用），但用auto声明引用类型时则必须加&

int main()
{
int x = 10;
auto a = &x;
auto* b = &x;
auto& c = x;
cout << typeid(a).name() << endl;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}

测试结果：

2. 在同一行定义多个变量

   当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。

void TestAuto()
{
auto a = 1, b = 2;
auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
}

9.3 auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数参数的类型

   // 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导
   void TestAuto(auto a)
   {}
   

2. auto不能直接用来声明数组

   void TestAuto()
   {
   int a[] = {1,2,3};
   auto b[] = {4，5，6};
   }
   

9.4 auto的使用场景

1. 随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：

   1. 类型难于拼写

   2. 含义不明确导致容易出错

   当类型比较长或比较复杂的时候，auto自动推导类型就显得十分方便

   std::map<std::string, std::string> dict;
   //std::map::iterator it = dict.begin();
   auto it = dict.begin();
   

2. auto在实际中最常见的优势用法就是跟C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。

十、基于范围的for循环

10.1 范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
array[i] *= 2;
for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
cout << *p << endl;
}

• 对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。

• 用于迭代的变量会自动依次取指定范围内的数据，并自动迭代，自动判断范围结束。

• 用于迭代的变量还可以取指定范围内数据的引用，并在循环中对范围内的数据进行修改。

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array) //取范围内数据的引用
e *= 2;
for(auto e : array) //取范围内数据的值
cout << e << " ";
return 0;
}

注意：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

10.2 范围for的使用条件

1. for循环迭代的范围必须是确定的

   对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

   以下这段代码就有问题：

   void TestFor(int array[])
   {
      //array是指针，存放数组首元素的地址
      for(auto& e : array)
      cout<< e <<endl;
      //这段代码有问题，因为for的范围不确定
   }
   

2. 迭代的对象（迭代器）要实现++和==的操作。