一. auto關(guān)鍵字

1. auto介紹

在早期C/C++中auto的含義是：使用auto修飾的變量，是具有自動(dòng)存儲(chǔ)器的局部變量。

但是在C++11開始，賦予了auto全新的含義即：auto不再是一個(gè)存儲(chǔ)類型指示符，而是作為一個(gè)新的類型指示符來(lái)指示編譯器，auto聲明的變量必須由編譯器在編譯時(shí)期推導(dǎo)而得。

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

注意：

使用auto定義變量時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行初始化，在編譯階段編譯器需要根據(jù)初始化表達(dá)式來(lái)推導(dǎo)auto的實(shí)際類型。因此auto并非是一種“類型”的聲明，而是一個(gè)類型聲明時(shí)的“占位符”，編譯器在編譯期會(huì)將auto替換為變量實(shí)際的類型（自定義類型也可以）。

auto ａ; 無(wú)法通過(guò)編譯，使用auto定義變量時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行初始化

2. 使用規(guī)則

（１）auto與指針和引用結(jié)合起來(lái)使用

用auto聲明指針類型時(shí)，用auto和auto*沒(méi)有任何區(qū)別，但用auto聲明引用類型時(shí)則必須加&

int main()
{
     int x = 10;
     const int y = 20;
     //推斷沒(méi)有帶解引用操作符的整形指針
     auto a = &x;
     auto a2 = &y;
     //推斷帶解引用操作符的整形指針
     auto* b = &x;
     //auto* b = x;//注意別寫成這樣，左邊推導(dǎo)一定是指針，ｘ是整形，這樣是會(huì)報(bào)錯(cuò)的
     auto* b2 = &y;
     //推斷引用類型
     auto& c = x;
     auto& c2 = y;
     //打印類型
     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;
}    

這里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，我們用const修飾了y，但是推導(dǎo)出來(lái)的引用類型居然沒(méi)有被const修飾，但是我們?cè)趯懘a的時(shí)候不加const編譯器一定會(huì)報(bào)錯(cuò)，要注意這里的這個(gè)問(wèn)題

（２）在同一行定義多個(gè)變量

當(dāng)在同一行聲明多個(gè)變量時(shí)，這些變量必須是相同的類型，否則編譯器將會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)榫幾g器實(shí)際只對(duì)第一個(gè)類型進(jìn)行推導(dǎo)，然后用推導(dǎo)出來(lái)的類型定義其他變量。

void TestAuto()
{
     auto a = 1, b = 2; 
     auto c = 3, d = 4.0; // 該行代碼會(huì)編譯失敗，因?yàn)閏和d的初始化表達(dá)式類型不同
}

3. auto不能推導(dǎo)的場(chǎng)景

auto不能作為函數(shù)的參數(shù)和返回值

// 此處代碼編譯失敗，auto不能作為形參類型，因?yàn)榫幾g器無(wú)法對(duì)a的實(shí)際類型進(jìn)行推導(dǎo)
void TestAuto(auto a)
{}
//不然接收和傳參不知道怎么傳參和接收
auto TestAuto(int a)
{}

auto不能直接用來(lái)聲明數(shù)組

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

為了避免與C++98中的auto發(fā)生混淆，C++11只保留了auto作為類型指示符的用法

auto在實(shí)際中最常見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)用法就是跟以后會(huì)講到的C++11提供的新式for循環(huán)，還有l(wèi)ambda表達(dá)式等進(jìn)行配合使用。

二. 基于范圍的for循環(huán)(C++11)

1. 范圍for的語(yǔ)法

在C++98中如果要遍歷一個(gè)數(shù)組，可以按照以下方式進(jìn)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;
}

對(duì)于一個(gè)有范圍的集合而言，由程序員來(lái)說(shuō)明循環(huán)的范圍是多余的，有時(shí)候還會(huì)容易犯錯(cuò)誤。因此C++11中引入了基于范圍的for循環(huán)。for循環(huán)后的括號(hào)由冒號(hào)“ ：”分為兩部分：第一部分是范圍內(nèi)用于迭代的變量， 第二部分則表示被迭代的范圍。

void TestFor()
{
     //依次自動(dòng)取array中的數(shù)據(jù)賦值給e，自動(dòng)判斷結(jié)束
     int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
     for(auto& e : array)
     e *= 2; 
     for(auto e : array)
     cout << e << " ";
}

注意：與普通循環(huán)類似，可以用continue來(lái)結(jié)束本次循環(huán)，也可以用break來(lái)跳出整個(gè)循環(huán)。

2. 范圍for的使用條件

（１）for循環(huán)迭代的范圍必須是確定的

對(duì)于數(shù)組而言，就是數(shù)組中第一個(gè)元素和最后一個(gè)元素的范圍；對(duì)于類而言，應(yīng)該提供begin和end的方法，begin和end就是for循環(huán)迭代的范圍。

以下代碼就有問(wèn)題，因?yàn)閒or的范圍不確定：

（數(shù)組傳參，數(shù)組會(huì)退化成指針，所以這里接受的是指針，就導(dǎo)致了范圍是不確定的）

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

（２）迭代的對(duì)象要實(shí)現(xiàn)++和==的操作

三. 指針空值nullptr(C++11)

C++98中的指針空值，在C/C++中，聲明一個(gè)變量時(shí)最好給該變量一個(gè)合適的初始值，否則可能會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)料的錯(cuò)誤，比如未初始化的指針。如果一個(gè)指針沒(méi)有合法的指向，我們基本都是按照如下方式對(duì)其進(jìn)行初始化：

void TestPtr()
{
     int* p1 = NULL;
     int* p2 = 0;
}

但是，這里的NULL實(shí)際是一個(gè)宏，在傳統(tǒng)的C頭文件(stddef.h)中，可以看到如下代碼：

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

可以看到，NULL可能被定義為字面常量0，或者被定義為無(wú)類型指針(void*)的常量。但是不論采取何種定義，在使用空值的指針時(shí)，都不可避免的會(huì)遇到一些麻煩，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;
}

程序本意是想通過(guò)fun(NULL)調(diào)用指針版本的fun(int*)函數(shù)，但是由于NULL被定義成0，因此與程序的初衷相悖。 在C++98中，字面常量0既可以是一個(gè)整形數(shù)字，也可以是無(wú)類型的指針(void*)常量，但是編譯器默認(rèn)情況下將其看成是一個(gè)整形常量，如果要將其按照指針?lè)绞絹?lái)使用，必須對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)(void *)0。

注意：

• 在使用nullptr表示指針空值時(shí)，不需要包含頭文件，因?yàn)閚ullptr是C++11作為新關(guān)鍵字引入的。
• 在C++11中，sizeof(nullptr) 與 sizeof((void*)0)所占的字節(jié)數(shù)相同。
• 為了提高代碼的健壯性，在后續(xù)表示指針空值時(shí)建議最好使用nullptr。