c++阶梯之auto关键字与范围for

auto关键字（c++11）

1. auto关键字的诞生背景

随着程序的逐渐复杂，程序代码中用到的类型也越来越复杂。譬如：

类型难以拼写；含义不明确容易出错。

比如下面一段代码：

#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，容
易写错并且耗费时间成本。有人会说，我们学过typedef，给他起个别名。

但typedef也会遇到新的问题 ：

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;
}

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。 

2. auto简介

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。

char TestAuto()
{char m='*';return m;
}
int main()
{int a = 10;auto b = a;auto c = 't';auto d = TestAuto();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。

3. auto的使用细则

3.1 auto同指针与引用结合使用 

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 a = 10;auto* b = &a;auto c = &b;auto& d= a;cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;cout << typeid(d).name() << endl;*b = 30;cout << a << endl;**c = 50;cout << a << endl;d = 80;cout << a << endl;return 0;
}

 

3.2 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 

 

3.3 auto不能推导的场景 

1.auto不能作为函数的参数 

 

因为此处编译器无法对a的实际类型进行推导。

2. auto不能直接用来声明数组 

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。

基于范围的for循环（c++11） 

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

int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5 };for (auto& e : arr){e *= 2;//如果要修改内容，需要引用}for (auto e : arr){cout << e << " ";}char str[] = "abcde";for (auto a : str){cout << a << " ";}return 0;
}

注意：与普通循环类似，可以使用continue跳出本次循环，也可以使用break退出循环。 

 2. 范围for的使用条件

 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。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定 

void test(int arr[])
{for (auto e : arr){cout << e << "";}
}int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };test(arr);return 0;
}

 

指针空值nullptr（c++11） 

C++98中的指针空值 

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： 

int main()
{int a = 0;int* p = NULL;return 0;
}

我们来看下面这段代码

void test(int a)
{cout << "test(int a)" << endl;
}
void test(int* p)
{cout << "test(int* p)" << endl;
}
int main()
{test(0);test(NULL);test((int*)NULL);return 0;
}

在我们看来，NULL是空指针，因此应该调用两次test(int* p)，但其实不然，我们来看看结果。

 这是为什么呢？

我们可以看到，NULL实际上是一个宏，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。

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。

结语

接下来正式进入c++的难点类与对象，共勉！