一. auto关键字
1. auto介绍
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。
但是在c++11开始,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(); //打印类型 cout << typeid(b).name() << endl; cout << typeid(c).name() << endl; cout << typeid(d).name() << endl; 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(自定义类型也可以)。
auto a; 无法通过编译,使用auto定义变量时必须对其进行初始化
2. 使用规则
(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,但用auto声明引用类型时则必须加&
int main() { int x = 10; const int y = 20; //推断没有带解引用操作符的整形指针 auto a = &x; auto a2 = &y; //推断带解引用操作符的整形指针 auto* b = &x; //auto* b = x;//注意别写成这样,左边推导一定是指针,x是整形,这样是会报错的 auto* b2 = &y; //推断引用类型 auto& c = x; auto& c2 = y; //打印类型 cout << typeid(a).name() << endl; cout << typeid(b).name() << endl; cout << typeid(c).name() << endl; cout << typeid(a2).name() << endl; cout << typeid(b2).name() << endl; cout << typeid(c2).name() << endl; return 0; }
这里发现了一个问题,我们用const修饰了y,但是推导出来的引用类型居然没有被const修饰,但是我们在写代码的时候不加const编译器一定会报错,要注意这里的这个问题
(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 }
3.auto不能推导的场景
auto不能作为函数的参数和返回值
// 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) {} //不然接收和传参不知道怎么传参和接收 auto testauto(int 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以后会讲到的c++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。
二.基于范围的for循环(c++11)
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。
void testfor() { //依次自动取array中的数据赋值给e,自动判断结束 int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for(auto& e : array) e *= 2; for(auto e : array) cout << e << " "; }
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。
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。
以下代码就有问题,因为for的范围不确定:
(数组传参,数组会退化成指针,所以这里接受的是指针,就导致了范围是不确定的)
void testfor(int array[]) { for(auto& e : array) cout<< e <<endl; }
(2)迭代的对象要实现++和==的操作
三. 指针空值nullptr(c++11)
c++98中的指针空值,在c/c++中,声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值,否则可能会出现不可预料的错误,比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下方式对其进行初始化:
void testptr() { int* p1 = null; int* p2 = 0; }
但是,这里的null实际是一个宏,在传统的c头文件(stddef.h)中,可以看到如下代码:
#ifndef null #ifdef __cplusplus #define null 0 #else #define null ((void *)0) #endif #endif
可以看到,null可能被定义为字面常量0,或者被定义为无类型指针(void*)的常量。但是不论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如:
void fun(int) { cout<<"fun(int)"<<endl; } void fun(int*) { cout<<"fun(int*)"<<endl; } int main() { fun(0); fun(null); fun((int*)null); return 0; }
程序本意是想通过fun(null)调用指针版本的fun(int*)函数,但是由于null被定义成0,因此与程序的初衷相悖。 在c++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void *)0。
注意:
- 在使用nullptr表示指针空值时,不需要包含头文件,因为nullptr是c++11作为新关键字引入的。
- 在c++11中,sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
- 为了提高代码的健壮性,在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。
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