【C++】auto和nullptr关键字、范围for

【C++】auto和nullptr关键字、范围for

1.auto(C++11)

1.1auto简介

auto(automatic,自动)是存储类型标识符，表明变量“自动”具有本地范围，块范围的变量声明（如for循环体内的变量声明），默认为auto存储类型。

• 在C++11中，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。

简单来说，auto的作用就是会自动推导变量的数据类型。

1.2auto使用

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

这里大家可以看到，我用typeid这个关键字，是用来打印变量的类型，

使用：typeid(变量名).name()

我们可以看到，确实正确打印出了每个变量的数据类型，auto自动推导出了他们的数据类型

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。

auto e;// 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化

1.3auto使用细则

1.3.1 auto与指针和引用结合起来使用

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 x = 10;
	auto a = &x;
	auto* b = &x;
	auto& c = x;//c相当于x的别名，同属一块空间
	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	*a = 20;
	*b = 30;
	 c = 40;

	return 0;
}

我们可以看到 auto在处理指针变量的时候，带不带*是不受影响的，

c相当于x的别名，同属一块空间，所以auto自动推导到int类型

注意：

auto* b= x；//错误，已经带*只能推导指针变量，必须&x

1.3.2当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

void TestAuto()
{
 auto a = 1, b = 2; //同个类型
 auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
 }

1.4auto不能推导的场景

1.4.1auto不能作为函数的参数和返回值

// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)//包括缺省参数也不行
{}

auto Test()//不能做返回值
{
return 10;
}

不能这样的原因就是防止参数和返回值都是auto，不清楚传参类型和返回类型，产生混乱

1.4.2auto不能直接用来声明数组

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

 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

auto实际使用价值：
1,类型很长时，方便定义，可以自动推导（C++后续的学习，一些容器类型名很长，定义麻烦，可以用auto推导）

2.auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环-》

2.基于范围的for循环（C++11)

2.1范围for的语法

我们先用经典的for循环语句，来进行遍历数组

void TestFor()
{
 int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); ++i)
 array[i] *= 2;
 
 for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(int); ++p)
 cout << *p << endl;
}

是不是感觉我们要遍历一个数组很麻烦，每次都要用sizeof来计算长度

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。

//范围for
//依次自动取array中的数据，赋值给e，自动判断结束
	for (auto e : array)
	{   
		cout << e << endl;
	}

很轻松就完成遍历数组了！

范围for的好处就是：我们要遍历多少个元素，直接在原数组修改就行，不需要在修改次数。

我们知道这个用法是依次自动取array中的数据，赋值给e，所以只是一个临时拷贝，不会修改原数组。

所以这里我们就可以使用引用了

void TestFor()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    for (auto e : array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	for (auto& e : array)//e是数组的别名，是同一块空间，
	{   
	     e *= 2;
	}
	cout<<endl;
	
	for (auto e : array)
	{   
		cout << e << endl;
	}
	
}

2.2范围for的使用条件

1. 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。

也就是说我们在遍历数组的时候，我们必须给定一个数组名，而不能是一个指针

void TestFor(int array[])//错误  //C语言在传整个数组的时候，考虑效率会退化成指针
{
 for(auto& e : array)
 cout<< e <<endl; 
 }

3.指针空值nullptr（C++11）

3.1空指针的歧义

我们知道在C语言中，我们使用指针的时候，通常会先赋值为空指针，避免野指针；

int *p1=NULL;

但其实NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码

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

可以看到，NULL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

但是这样，就会带来一些歧义和麻烦，比如：

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

• 从上面程序，我们可以看到，我们调用函数的时候传了NULL，但是由于NULL又被定义成0

编译器究竟会识别成指针类型的，或者整数int类型呢，这就产生了歧义，除非我们采用强行类型转换，如上面：f((int*)NULL); 才会识别为指针类型

• 还有就是我们调用函数的时候传了0，在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，

但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void *)0。

我们可以调试一下：

我们本意呢，是f(0),应该会进入void f（int），f(NULL)会进入void f（int*），打印结果分别打印

f(int) f(int*），而结果是f(int ) f(int )，违背了我们的初衷，只有强制了转换了类型，我们才得到我 们想要的结果。

3.2C++11中的空指针nullptr

为了避免上述的问题，在C++11中，引入了nullptr关键字来表示空指针

int main()
{
	//空指针定义
	int* p1 = NULL;//不规范
	int* p2 = 0;//不规范
	
	//推荐
	int* p3 = nullptr;
	f(0);
	f(NULL);
	f(nullptr);
 
	return 0;
}

我们可以看到传入nullptr的时候，就不会发生歧义，问题得到了解决

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

以上就是对C++11引入的关键字auto 和nullptr的详细解释，还有范围for循环的使用