auto
前言一、auto类型别名思考二、auto简介三、auto的使用细则auto与指针和引用结合起来使用在同一行定义多个变量auto不能推导的场景auto不能作为函数的参数auto不能直接用来声明数组 `lambda`表达式
前言
C++的auto关键字用于自动推导变量的类型,让编译器根据变量的初始化表达式来确定其类型。使用auto可以简化代码,并且可以在某些情况下提高代码的可读性和灵活性。
使用auto声明变量时,变量的类型将根据初始化表达式的类型进行推导。例如:
auto x = 10; // x的类型将被推导为intauto y = 3.14; // y的类型将被推导为doubleauto z = "hello"; // z的类型将被推导为const char*
auto也可以和引用一起使用,用于自动推导引用的类型。例如:
int num = 10;auto& ref = num; // ref的类型将被推导为int&
auto还可以与模板一起使用,用于自动推导模板类型。例如:
template<typename T, typename U>auto add(T a, U b) -> decltype(a + b) { return a + b;}int main() { int x = 3; double y = 4.5; auto result = add(x, y); // result的类型将被推导为double return 0;}
需要注意的是,auto只能在局部变量中使用,不能用于函数的参数、返回类型和全局变量的声明。此外,在使用auto时,初始化表达式必须提供足够的信息以便推导出变量的类型,否则将导致编译错误。
一、auto类型别名思考
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:
类型难于拼写含义不明确导致容易出错#include <string>#include <map>int main(){ std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} }; std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin(); while (it != m.end()) { //.... } return 0;}
std::map<std::string, std::string>::iterator
是一个类型,但是该类型太长了,特别容易写错。聪明的同学可能已经想到:可以通过typedef
给类型取别名,比如:
#include <string>#include <map>typedef std::map<std::string, std::string> Map;int main(){ Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} }; Map::iterator it = m.begin(); while (it != m.end()) { //.... } return 0;}
使用typedef
给类型取别名确实可以简化代码,但是typedef
有会遇到新的难题:
typedef char* pstring;int main(){ const pstring p1; // 编译成功还是失败? const pstring* p2; // 编译成功还是失败? return 0;}
const
类型的指针必须被初始化
const pstring p1; //等价于char* const p1
在C++中,typedef用于创建类型别名。在这个例子中,typedef语句typedef char* pstring;
将char*
定义为pstring
的别名。
现在来解释const pstring p1;
和char* const p1;
的等价性:
const pstring p1;
中的const
修饰的是pstring
本身,即指针变量p1
是一个常量指针,其值不可更改。它等价于pstring const p1;
,这里的const
表示指针本身是常量。
char* const p1;
中的const
修饰的是指针变量p1
,即指向的内容是常量,不可更改。这表示p1
是一个指向char
类型的常量指针,指向的地址不可更改。
因此,const pstring p1;
和char* const p1;
是等价的,它们都定义了一个指向常量的指针,只是语法写法不同。
所以这个会出错
const pstring* p2; //等价于char const *p1
在这个例子中,typedef
语句typedef char* pstring;
将char*
定义为pstring
的别名。
const pstring* p2;
表示p2
是一个指向pstring
类型的常量指针。即,p2
是一个指针变量,它指向的是pstring
类型的常量。由于pstring
是char*
的别名,因此这里p2
是一个指向char*
类型的常量指针。
现在来看char const *p1
,这是C++中另一种定义常量指针的方式。char const *p1
表示p1
是一个指向const char
类型的指针。也就是说,p1
是一个指针变量,它指向的是const char
类型的常量。
注意,const
关键字既可以放在类型前面,也可以放在类型后面。const pstring*
和char const *
是等价的,它们都表示指向常量的指针。
所以,const pstring* p2;
和char const *p1;
是等价的,它们都定义了一个指向常量的指针,指向的内容不可更改,即这个不会出错。
在编程时,常常需要把表达式的值赋值给变量,这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的类型。然而有时候要做到这点并非那么容易,因此C++11给auto赋予了新的含义。
二、auto简介
在早期C/C++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,大家可思考下为什么?
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。
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;}
【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。
三、auto的使用细则
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,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;}
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}
auto不能推导的场景
auto不能作为函数的参数
// 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){}
auto不能直接用来声明数组
void TestAuto(){ int a[] = {1,2,3}; auto b[] = {4,5,6};}
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auto
在实际中最常见的优势用法就是跟下一篇文章所说的C++11提供的新式for循环,还有lambda
表达式等进行配合使用。 lambda
表达式
C++中的lambda
表达式是一种匿名函数的方式,它可以在需要函数作为参数的地方使用,也可以用于定义临时的函数对象。
lambda
表达式的基本形式是:[捕获列表] (参数列表) mutable(可选) 异常属性 -> 返回类型 { 函数体 }
示例:
auto add = [](int a, int b) -> int { return a + b;};int result = add(3, 4); // result = 7
在上面的代码中,lambda
表达式定义了一个匿名函数对象,并将其赋值给变量add
。该lambda
表达式接受两个整数作为参数,并返回它们的和。
lambda
表达式中的捕获列表([ ])可以用来捕获局部变量,以供lambda
表达式内部使用。例如:
int x = 5;auto multiply = [x](int a) -> int { return a * x;};int result = multiply(3); // result = 15
在上面的代码中,lambda
表达式捕获了外部变量x
,并在内部函数中使用它进行乘法运算。
lambda
表达式还可以使用mutable
关键字来修改捕获的变量。如果不使用mutable
关键字,lambda
表达式默认是只读访问捕获变量的。例如:
int x = 5;auto increment = [x]() mutable { x++;};increment(); // x = 6
在上面的代码中,lambda
表达式捕获了外部变量x
,并使用mutable
关键字来修改它的值。