隨著計(jì)算機(jī)性能的持續(xù)提升，編程語(yǔ)言似乎迎來(lái)了一次大爆發(fā)，各種編程語(yǔ)言不斷出現(xiàn)，樂(lè)意折騰的人總能找到一門(mén)適合自己胃口的編程語(yǔ)言。

總能找到一門(mén)適合自己胃口的編程語(yǔ)言

程序員的口味大體可以分為兩種：一是追求極致程序效率，一是追求極致開(kāi)發(fā)效率。拋開(kāi)稍顯晦澀的匯編語(yǔ)言不談，前者以C語(yǔ)言程序員為代表，C語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，更貼近機(jī)器，適合開(kāi)發(fā)超高效率的程序。后者則以各種偏腳本化的語(yǔ)言程序員為代表，這類(lèi)編程語(yǔ)言更貼近人類(lèi)，因此開(kāi)發(fā)效率很高。

Python程序中變量的類(lèi)型

下面是一段 Python 代碼，可以看出，Python 程序員在定義變量時(shí)，甚至無(wú)需關(guān)心變量的類(lèi)型，只需寫(xiě)出核心邏輯即可：

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- counter = 100 # 賦值整型變量 miles = 1000.0 # 浮點(diǎn)型 name = "John" # 字符串

不過(guò)，程序中變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型本質(zhì)上是用于告訴計(jì)算機(jī)其占用內(nèi)存的大小，以及該如何解釋這段數(shù)據(jù)的。所以，即使是 Python 程序，在運(yùn)行時(shí)也需要確定變量的類(lèi)型，否則計(jì)算機(jī)就不知道如何存儲(chǔ)和解釋程序中的變量。當(dāng)然了，由于上面這段代碼沒(méi)有顯式的指定變量類(lèi)型，所以確定數(shù)據(jù)類(lèi)型的工作只能交給編譯器（或者說(shuō)解釋器）了。

Python使用變量非常簡(jiǎn)單

C++程序中變量的類(lèi)型

不要小看 Python 的這個(gè)特性，這可以省去相當(dāng)多的“鍵盤(pán)敲擊次數(shù)”。作為實(shí)例，可以參考下面這段C++程序片段：

... std::list cars_list; ... std::list::iterator it; for (it=cars_list.begin(); it!=cars_list.end(); it++) { ... }

這個(gè)“定義”過(guò)程需要敲擊相當(dāng)多的字符

為了遍歷 list 中的元素，上述C++代碼定義了迭代器it，可以看出，這個(gè)“定義”過(guò)程需要敲擊相當(dāng)多的字符：“std::list::iterator ”。若是C++也允許像Python那樣，無(wú)需顯式的指定變量類(lèi)型，而是把變量類(lèi)型的確認(rèn)工作交給編譯器，代碼就簡(jiǎn)潔許多了：

... std::list cars_list; ... for (it=cars_list.begin(); it!=cars_list.end(); it++) { ... }

代碼簡(jiǎn)潔許多

這樣的C++代碼并不影響閱讀，熟悉 list 的程序員一眼就能看出it是一個(gè)迭代器。

可能有讀者覺(jué)得將“確認(rèn)變量類(lèi)型”的工作交給編譯器會(huì)降低編譯效率，但是其實(shí)仔細(xì)想一下，應(yīng)該并非如此，請(qǐng)看下面這段C++代碼：

int a = 0; int *p = &a; a = p;

編譯器在處理第三行代碼時(shí)，大都會(huì)報(bào)錯(cuò)，給出類(lèi)似于下面這樣的信息：

error: invalid conversion from ‘int*’ to ‘int’ [-fpermissive]

這說(shuō)明C++編譯器在處理變量賦值時(shí)，也需要確定右值的類(lèi)型，因此從理論上來(lái)看，自動(dòng)推導(dǎo)類(lèi)型并不會(huì)帶來(lái)多少額外的工作。

C++中的auto關(guān)鍵字

事實(shí)上，C++11標(biāo)準(zhǔn)的確增加了“變量類(lèi)型自動(dòng)推導(dǎo)”的功能，只不過(guò)不像 Python，C++的這一功能需要借助auto關(guān)鍵字。

其實(shí)早在C++98標(biāo)準(zhǔn)中，就已經(jīng)存在auto關(guān)鍵字了，只不過(guò)那時(shí)的auto關(guān)鍵字僅用于聲明變量擁有自動(dòng)的生命周期，可是不使用 auto 關(guān)鍵字定義的變量仍然具有自動(dòng)的生命周期，所以那時(shí)的 auto 關(guān)鍵字屬于多余的特性。

C++11標(biāo)準(zhǔn)丟棄了auto關(guān)鍵字之前的特性，取而代之的，將此關(guān)鍵字用于定義“可自動(dòng)推導(dǎo)類(lèi)型”的變量。下面是一段C++代碼示例，請(qǐng)看：

int a = 8; auto b = a; // 自動(dòng)推導(dǎo) b 的類(lèi)型為 int cout << typeid(b).name() << endl;

自動(dòng)推導(dǎo)類(lèi)型的C++代碼示例

編譯這段C++代碼時(shí)應(yīng)注意指定C++11標(biāo)準(zhǔn)：

# g++ t.cpp -std=c++11 # ./a.out i

可見(jiàn)，程序輸出了i，表示變量 b 為 int 類(lèi)型，這說(shuō)明auto關(guān)鍵字的確根據(jù) b 的右值（int型的a）確定了 b 的類(lèi)型為 int。

現(xiàn)在有了auto關(guān)鍵字，前面那個(gè)遍歷 list 的C++代碼片段就可以改寫(xiě)了，請(qǐng)看：

for (std::list::iterator it=cars_list.begin(); it!=cars_list.end(); it++){ ... } // 現(xiàn)在可以改寫(xiě)為 for (auto it=cars_list.begin(); it!=cars_list.end(); it++){ ... }

顯然簡(jiǎn)潔了許多

顯然簡(jiǎn)潔了許多，C++程序員也可以少敲很多次鍵盤(pán)，手指健康得到了一定程度的保護(hù)。

C++的 auto 關(guān)鍵字用于模板

上面只是C++中 auto 關(guān)鍵字的其中一種用法，事實(shí)上，auto 關(guān)鍵字不僅僅能夠讓程序員少敲代碼，也能帶來(lái)一些功能上的便利。例如，在定義模板函數(shù)時(shí)，用于聲明依賴(lài)模板參數(shù)的變量類(lèi)型，下面是一段C++代碼示例：

template void add(_Tx x, _Ty y) { auto v = x+y; std::cout << v; }

請(qǐng)注意變量 v 的定義，如果這里不使用 auto 關(guān)鍵字就棘手多了，因?yàn)槲覀兏緹o(wú)法事先確定變量 x 和 y 的類(lèi)型，不到編譯的時(shí)候，誰(shuí)能知道 x+y 的結(jié)果究竟是什么類(lèi)型呢？

誰(shuí)能知道 x+y 的結(jié)果究竟是什么類(lèi)型呢？

讀者應(yīng)該注意到上面的 add() 函數(shù)其實(shí)并不好用，因?yàn)樗鼪](méi)有將結(jié)果返回給調(diào)用者。于是可以做如下修改，請(qǐng)看相關(guān)C++代碼：

template auto add(_Tx x, _Ty y) { return x+y; }

可見(jiàn)，auto 關(guān)鍵字也可用于自動(dòng)推導(dǎo)模板函數(shù)的返回值類(lèi)型，否則 add() 函數(shù)的返回值類(lèi)型也是相當(dāng)難確定的。不過(guò)，在編譯這段C++代碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)如下警告信息：

warning: ‘a(chǎn)dd’ function uses ‘a(chǎn)uto’ type specifier without trailing return type [enabled by default] auto add(_Tx x, _Ty y)

要避免出現(xiàn)這樣的警告信息，可以使用C++11標(biāo)準(zhǔn)引入的新關(guān)鍵字decltype，相關(guān)的C++代碼如下，請(qǐng)看：

template auto add(_Tx x, _Ty y)->decltype(x+y) { return x+y; }

auto用于定義模板函數(shù)

auto 在這里的作用也稱(chēng)為返回值占位，它只是為函數(shù)返回值占了一個(gè)位置，真正的返回值是后面的decltype(x+y)?，F(xiàn)在編譯這段C++代碼，可以得到如下輸出，請(qǐng)看：

# g++ t.cpp -std=c++11 # ./a.out 9.14 7 145

注意事項(xiàng)

auto 關(guān)鍵字的“自動(dòng)推導(dǎo)類(lèi)型”功能是由編譯器提供的，而編譯器也不是占卜得到變量類(lèi)型的，它需要知道一些信息，因此 auto 在定義變量時(shí)必須初始化：

int i = 3; auto j = i;

只有這樣，編譯器才能根據(jù)右值的類(lèi)型推導(dǎo)出 auto 變量的類(lèi)型。也正是因?yàn)槿绱?，auto 變量作為函數(shù)的參數(shù)是非法的：

// 非法 void foo(auto a){ ... }

若是使用 auto 關(guān)鍵字在同一行定義多個(gè)變量，這些變量必須是同一類(lèi)型，否則編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)，例如下面這兩行C++代碼：

auto a1 = 1, a2 = 2;//正確 auto b1 = 10, b2 = 'a';//錯(cuò)誤,沒(méi)有推導(dǎo)為同一類(lèi)型

如果 auto 變量初始化時(shí)的右值為引用，則去除引用。請(qǐng)看下面這段C++代碼：

int a = 1; int &b = a; auto c = b; // 此時(shí) c 的類(lèi)型為 int c = 100; // a 依然為 1

如果希望自動(dòng)推導(dǎo)為引用類(lèi)型，則需要配合&運(yùn)算符：

auto &d = b; d = 100; // 此時(shí) a 為 100

類(lèi)似的，如果初始化表達(dá)式帶有 const 或者 volatile 修飾符，僅有 auto 定義的變量去除 const 和 volatile 修飾符。

最后要說(shuō)明的是，C++中的 auto 關(guān)鍵字并不是真正的類(lèi)型，它僅用于告訴編譯器“應(yīng)該自動(dòng)推導(dǎo)變量的類(lèi)型”，所以像 sizeof() 以及 typeid() 這樣操作數(shù)據(jù)類(lèi)型的操作符是不能用于 auto 的，下面這兩行C++代碼是非法的：

size = sizeof(auto); // 非法 cout << typeid(auto).name() << endl; // 非法

小結(jié)

本節(jié)主要討論了C++11標(biāo)準(zhǔn)中的 auto 關(guān)鍵字，可見(jiàn)，它不僅能夠讓程序員少敲鍵盤(pán)，提升了C++程序開(kāi)發(fā)效率，還額外提供了一些功能上的便利。文章在最后還討論了使用 auto 關(guān)鍵字的注意事項(xiàng)，希望對(duì)讀者有所幫助。

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