auto类型-现代C++新特性

auto类型

C++11中引入的auto主要用于类型推导。auto在C++98中“存储类型指示符”的语义，由于使用极少且多余，该语义从C++11开始被删除。

auto类型推导用于从初始化表达式中推断出变量的数据类型，通过此方法可以有效简化代码：

Example:

//简化前的代码

for (std::vector<std::string>::iterator i = vs.begin(); i != vs.end(); i++)
{
	//code
}

//简化后的代码

for (auto i = vs.begin(); i != vs.end(); i++)
{
	//code
}

上例中，auto能够自动推导出vs.begin()的类型，从而避免了冗长的类型说明。这个用法是我们大力推荐的。

当auto用于模板定义中，其“自适应”性会得到更充分的体现。

Example：

#include<iostream>

template<typename T1, typename T2>
double Sum(T1 & t1, T2 & t2)  //从c++14起，也可以支持函数返回值类型设为auto，这种用法多用于编写库的开发人员。
{
	auto s = t1 + t2;	//s的类型会在模板实例化时被推导出来
	return s;
}

int main()
{
	int a = 3;
	long b = 5;
	float c = 1.0f, d = 2.3f;

	auto e = Sum<int, long>(a, b);		//s的类型被推导为long
	auto f = Sum<float, float>(c, d);	//s的类型被推导为float
	std::cout << e << "  " << f << std::endl;

	return 0;
}

//编译选项：g++ -std=c++11  auto1.cpp

上例中，由于类型T1、T2要在模板实例化时才能确定，所以在Sum中将变量s的类型声明为auto。

auto可以与指针和引用结合起来使用，使用效果符合我们的想象。如下例所示：

Example:

#include<iostream>
#include<typeinfo>

int main()
{
	int x = 0;
	int *y = &x;

	auto &b = x;			//int&
	auto c = y;			    //int*
	auto *d = y;			//int*
	auto e = b;				//int

	return 0;
}

//编译选项：g++ -std=c++11  auto2.cpp

本例中，对于c、d两个变量而言，声明其为auto*或auto并没有区别。

而如果要使得auto声明的变量是另一个变量的引用，则必须使用auto&，如本例中的变量b。而本例中e没有带&，则被推导成int类型。正如我们所熟知的，使用引用其实是使用引用的对象，特别是当引用被用作初始值时，真正参与初始化的其实是引用对象的值。

其次，auto与const和volatile之间也存在着一些相互关系。const和volatile代表了变量的两种不同的属性：易失和常量。在c++标准中，它们常常被一起叫作cv限制符（cv-qualifier）。

在深入介绍auto和cv限定符连用之前，先介绍下C++11中的顶层const和底层const。顶层const（top-level const）表示指针本身是一个常量，而底层const（low-level const）表示指针所指的对象是一个常量。

更一般的，顶层const可以表示任意的对象是常量，这一点对于任何数据类型都适用，如算术类型、类、指针等。底层const则与指针和引用等复合类型的基本类型部分有关。

int i = 0;
int *const p1 = &i;			//顶层const
const int ci = 42;			//顶层const
const int *p2 = &ci;		//底层const
const int *const p3 = p2;	//右边的const是顶层const，左边的const是底层const
const int &r = ci;			//用于声明引用的const都是底层const

同理，volatile与const的用法相似。

鉴于cv限制符的特殊性，C++11标准规定auto可以与cv限制符一起使用。在连用时，auto一般会忽略掉顶层const，同时底层const则会保留下来，比如当初始值时一个指向常量的指针时：

Example：

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

如果希望推断出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

同理volatile与auto连用的用法和const一致。

auto在使用上的限制：以下四种情况特点基本类似，人为观察很容易能够推导出auto所在位置应有的类型，但现有标准还不支持这样的方式。

Example:

#include<vector>
using namespace std;

void fun(auto x = 1)		//1:auto函数形参，无法通过编译
{}

struct str
{
	auto var = 10;			//2:auto非静态成员变量，无法通过编译
};

int main()
{
	char x[3];
	auto y = x;
	auto z[3] = x;			//3：auto数组，无法通过编译

	vector<auto> v = { 1 };	//4.auto模板参数（实例化时，）无法通过编译
	return 0;
}

//编译选项：g++ -std=c++11  auto3.cpp