【C++】语法小课堂 --- auto关键字 typeid查看实际类型 范围for循环 空指针nullptr

🍟一、auto关键字（C++11）

🍩1、auto的简介

🚩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定义的变量的类型由变量定义和初始化语句等号的右边的值的类型决定，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得

举个栗子看一下：👇

int TestAuto()
{return 10;
}
int main()
{int a = 10;auto b = a;auto c = 'a';auto d = 8.6;auto e = TestAuto();cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;cout << typeid(d).name() << endl;cout << typeid(e).name() << endl;return 0;
}

在这里我们要插入一个知识点 — typeid 操作符

🔴typeid( x ).name() — 用来查看数据（x）实际数据类型

这里暂且不做过多介绍，简单了解一下
程序运行结果：

在面向对象的复杂编程中， 有时我们很难确定一个表达式的返回值会是什么类型的，这种时候就可以用auto声明的变量来接收表达式的值。还有些时候，C++编程中，表达式的值是一些很复杂的自定义类型值，这时也可以用auto声明的变量来接收表达式的值

比如如下场景：

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <string>
#include <map>using std::cout;
using std::endl;int main()
{std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange","橙子" },{"pear","梨"} };auto it  = m.begin();         用auto声名的变量it来接收表达式的返回值while (it != m.end()){//....}return 0;
}

🚩上面代码段中的std::map<std::string, std::string>就是一个复杂的类型，m.begin()返回值就可以用auto声名的变量it来接收，十分方便
🚩typedef(类型重定义)也可以简化上述代码，但是typedef用于重定义指针类型并用于声明变量时，无法用const来保护指针所指向内存空间
🔴因此typedef的使用也是由局限性，相比之下auto的使用更方便灵活

🍩2、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&

🥰举个栗子🌰：

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

🚩 在同一行定义多个变量

先看下面这段代码：

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
}

🚩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

🍩3、auto不能推导的场景

1️⃣auto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)
{//...
}

2️⃣auto不能直接用来声明数组

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

3️⃣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
4️⃣auto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

🍩4、auto使用的注意事项

(1) 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


🚨不初始化是不可以的哦！

(2)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 （可以理解为：我定义初始化一个变量 a = 10; 但是int跑了，于是我auto先帮你占个为位子，等编译器要处理到的时候，我auto再和被编译器找回来的int换回来）

🍟二、基于范围的for循环（C++11）

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

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

这是我们熟悉的for循环写法

🍄1、范围for的语法

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

请看下面代码演示：

int main()
{int array[] = { 1,2,3,4,5 };for (auto& x : array)    //依次取数组中的数据赋值给x								{						 //自动判断结束x *= 2;				 //自动迭代}for (auto x : array){cout << x << " ";}cout << endl;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

🍄2、范围for的使用条件

1️⃣for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

🚨注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定:

void TestFor(int array[])
{for (auto& e : array)cout << e << endl;
}

2️⃣迭代的对象要实现++和==的操作

关于迭代器这个问题，以后会讲，现在提一下，没办法讲清楚，现在大家了解一下就可以了🥰

🍟三、指针空值nullptr（C++11）

在良好的C/C++编程习惯中，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;
// ……
}

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：

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。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：

//C的一个坑
void func(int)
{cout << "f(int)" << endl;
}
void func(int*)
{cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{func(0);func(NULL);func((int*)NULL);func(nullptr);//nullptr --- (void*)类型return 0;
}

程序本意是想通过func(NULL)调用指针版本的 func(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既可以是一个整型数字，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型常量，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：

1. 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
2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同
3. 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

😍这期内容比较容易理解，希望烙铁们能理解消化，有所收获哦！

总结🥰
以上就是 【C++】语法小课堂 的全部内容啦🥳🥳🥳🥳
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