[C++]现代C++语言核心特性解析 Chapter 3

auto占位符（C++11～C++17）

1 重新定义的auto关键字

C++11标准赋予了auto新的含义：声明变量时根据初始化表达式自动推断该变量的类型、声明函数时函数返回值的占位符。

auto i = 5;                      // 推断为int
auto str = "hello auto";         // 推断为const char*
auto sum(int a1, int a2)->int    // 返回类型后置，auto为返回值占位符
{
    return a1+a2;
}

使用auto的时候有4点需要注意：

1. 当用一个auto关键字声明多个变量的时候，编译器遵从由左往右的推导规则，以最左边的表达式推断auto的具体类型

2. 当使用条件表达式初始化auto声明的变量时，编译器总是使用表达能力更强的类型

   auto i = true ? 5 : 8.0;    // i的数据类型为double

3. auto无法声明非静态成员变量。

   • 在c++11中静态成员变量可以使用auto声明并初始化，但必须是const的。

   • 在c++17中去掉了必须是const的限定，但仍然只支持静态成员变量。

     struct sometype {
         static inline auto i = 5;    // C++17
     };

4. 按照C++20之前的标准，无法在函数形参列表中使用auto声明形参（注意，在C++14中，auto可以为lambda表达式声明形参）

   void echo(auto str) {…} // C++20之前编译失败，C++20编译成功

2 推导规则

1. 如果auto声明的变量是按值初始化（没有使用引用和指针），则推导出的类型会忽略cv限定符。
2. 使用auto声明变量初始化时，目标对象如果是引用，则引用属性会被忽略
3. 使用auto和万能引用声明变量时（见第6章），对于左值会将auto推导为引用类型
4. 使用auto声明变量，如果目标对象是一个数组或者函数，则auto会被推导为对应的指针类型
5. 当auto关键字与列表初始化组合时，这里的规则有新老两个版本，这里只介绍新规则（C++17标准）。
   • 直接使用列表初始化，列表中必须为单元素，否则无法编译，auto类型被推导为单元素的类型。
   • 用等号加列表初始化，列表中可以包含单个或者多个元素，auto类型被推导为 std::initializer_list<T> ，其中T是元素类型。请注意，在列表中包含多个元素的时候，元素的类型必须相同，否则编译器会报错。

例子

#include <iostream>
using namespace std;


class Base 
{
public:
    virtual void f()
    {
        cout << "Base::f()" << endl;
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    void f() override
    {
        cout << "Derived::f()" << endl;
    }
};

int main()
{
    Base *b = new Derived();
    auto b1 = *b;
    auto &b2 = *b;
    cout << "b ";  b->f();
    cout << "b1 "; b1.f();
    cout << "b2 "; b2.f();
}

结果

3 什么时候使用auto

1. 当一眼就能看出声明变量的初始化类型的时候可以使用auto。

   比如迭代器等。

2. 对于复杂的类型，例如lambda表达式、bind等直接使用auto。

4 返回类型推导

C++14标准支持对返回类型声明为auto的推导。

auto sum(int a1, int a2) { return a1 + a2; }

需要注意的是，如果函数中有多个返回语句，需要保证每个返回语句返回的类型是一致的。

5 lambda表达式中使用auto类型推导

在C++14标准中我们还可以把auto写到lambda表达式的形参中，这样就得到了一个泛型的lambda表达式。

auto l = [](auto a1, auto a2) { return a1 + a2; };
auto retval = l(5, 5.0);

ambda表达式返回auto引用的方法

auto l = [](int &i)->auto& { return i; };
auto x1 = 5;
auto &x2 = l(x1);
assert(&x1 == &x2);    // 有相同的内存地址

6 非类型模板形参占位符

C++17标准对auto关键字又一次进行了扩展，使它可以作为非类型模板形参的占位符。当然，我们必须保证推导出来的类型是可以用作模板形参的，否则无法通过编译.

C++中模板参数不能为double类型。