auto

auto关键字在C++11以后用于自动推导变量的类型。

在C语言和C++11以前，auto是一个存储类说明符。

auto的使用

auto在编译器进行自动类型推断，可以用于定义变量、函数返回值、模板参数等。注意auto仅仅作为占位符，并不会真正“智能”地推断类型，也不能用于函数参数、类成员变量等。

auto i = 1; // auto -> int
auto d = 1.0; // auto -> double

std::vector<int> v = {1, 2, 3};
auto it = v.begin(); // auto -> std::vector<int>::iterator

for (auto& e : v) { // auto& -> int&
    std::cout << e << std::endl;
}

auto原理

auto 的推断原理主要基于模板类型推导（Template Argument Deduction）机制。编译器在处理 auto 声明时，实际上是将其视为一个模板类型参数，然后应用模板参数推导规则。

编译器将 auto 声明视为一个假想的模板函数参数，初始化表达式则被视为传递给这个参数的实参。

例如：

auto x = expr;

被视为：

template<typename T>
void deduceType(T param);

deduceType(expr);

auto有以下规则：

1. 引用和const处理：

   • 对于auto&和const auto&，保留引用和const属性。
   • 对于普通的auto，会忽略引用，但保留const（除非显式声明为 const auto）。

2. 数组和函数退化：

   • 当用数组初始化auto变量时，推导为指针类型。
   • 当用函数名初始化时，推导为函数指针。

3. 特殊情况处理：

   • 对于初始化列表，auto默认推导为 std::initializer_list<T>。
   • 在C++17中，auto可以用于结构化绑定，此时会根据被绑定对象的成员类型进行推导。

4. 多个声明的一致性： 在同一个声明语句中，如果使用多个auto，它们必须推导出相同的类型。

   auto a = 1, b = 2;   // 正确, 都是 int
   auto c = 1, d = 2.0; // 错误，推导类型不一致
   

以上内容比较复杂，在实际应用时一般通过IDE的提示来辅助使用。

防止auto滥用

auto的使用可以简化代码，但也可能导致代码出现一些问题，例如：

#include <iostream>  
#include <vector>  
#include <string>  

int main() {  
    std::vector<std::string> names = {"saber", "archer", "lancer"};  

    for (auto i = names.size(); i >= 0; --i) {  
        auto name = names[i];  
        auto length = name.length();  
        auto c = name[0];  

        std::cout << "Name: " << name << ", Length: " << length << ", First char: " << c << std::endl;  
    }  

    return 0;  
}

这段代码中，auto的使用使得代码可读性下降，维护者第一眼很难看出代码的意图。而且，这段代码也因为auto带来了一些很隐蔽的错误：

1. 变量i的类型被推导为size_t，而不是int，而size_t是一个无符号值，因此i >= 0永远为真，导致越界访问。
2. name的类型被推导为std::string，而names[i]实际上是std::string&，因此name是一个拷贝，而不是引用，导致性能损失。

更好的写法是：

for (const auto& name : names) {  
    size_t length = name.length();  
    char c = name[0];  

    std::cout << "Name: " << name << ", Length: " << length << ", First char: " << c << std::endl;  
}

这样代码更加简洁，也更容易理解。