【C++初阶（四）aoto关键字与基于范围的for循环】

本专栏内容为：C++学习专栏，分为初阶和进阶两部分。 通过本专栏的深入学习，你可以了解并掌握C++。

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auto关键字

auto简介

在早期的C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的是一直没有人去使用它。

在C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义：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。

#include 
using namespace std;
double Fun()
{
	return 3.14;
}
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = a;
	auto c = 'A';
	auto d = Fun();
	//打印变量b,c,d的类型
	cout << typeid(b).name() << endl;//打印结果为int
	cout << typeid(c).name() << endl;//打印结果为char
	cout << typeid(d).name() << endl;//打印结果为double
	return 0;
}
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测试结果：

注意：使用auto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的使用规则

一、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声明引用类型时必须加&。

#include 
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = &a;   //自动推导出b的类型为int*
	auto* c = &a;  //自动推导出c的类型为int*
	auto& d = a;   //自动推导出d的类型为int
	//打印变量b,c,d的类型
	 //typeid().name() 可以查看类型
	cout << typeid(b).name() << endl;//打印结果为int*
	cout << typeid(c).name() << endl;//打印结果为int*
	cout << typeid(d).name() << endl;//打印结果为int
	return 0;
}
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测试结果：

注意：用auto声明引用时必须加&，否则创建的只是与实体类型相同的普通变量。

二、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。

int main()
{
	auto a = 1, b = 2; //正确
	auto c = 3, d = 4.0; //编译器报错：“auto”必须始终推导为同一类型
	return 0;
}
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测试结果：

auto不能推到的场景

1.auto不能作为函数的参数

以下代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对x的实际类型进行推导。

void TestAuto(auto x)
{}
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2.auto不能直接用来声明数组

int main()
{
	int a[] = { 1, 2, 3 };
	auto b[] = { 4, 5, 6 };//error
	return 0;
}
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基于范围的for循环(C++11)

范围for的语法

若是在C++98中我们要遍历一个数组，可以按照以下方式：

	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	//将数组元素值全部乘以2
	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		arr[i] *= 2;
	}
	//打印数组中的所有元素
	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
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以上方式也是我们C语言中所用的遍历数组的方式，但对于一个有范围的集合而言，循环是多余的，有时还容易犯错。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。

	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	//将数组元素值全部乘以2
	for (auto& e : arr)
	{
		e *= 2;
	}
	//打印数组中的所有元素
     //依次取数组中的数据赋值给e
     //自定判断结束
     //自动迭代
	for (auto e : arr)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
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范围for的使用条件

一、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。

二、迭代的对象要实现++和==操作

这就涉及到迭代器的问题，大家先了解一下就行。

指针空值nullptr

C++98中的指针空值

在良好的C/C++编程习惯中，在声明一个变量的同时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误。比如未初始化的指针，如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按如下方式对其进行初始化：

int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
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NULL其实是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中可以看到如下代码：

/* Define NULL pointer value */
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL    0
#else  /* __cplusplus */
#define NULL    ((void *)0)
#endif  /* __cplusplus */
#endif  /* NULL */
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可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，也可能被定义为无类型指针(void*)的常量。但是不论采取何种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，例如：

#include 
using namespace std;
void Fun(int p)
{
	cout << "Fun(int)" << endl;
}
void Fun(int* p)
{
	cout << "Fun(int*)" << endl;
}
int main()
{
	Fun(0);           //打印结果为 Fun(int)
	Fun(NULL);        //打印结果为 Fun(int)
	Fun((int*)NULL);  //打印结果为 Fun(int*)
	return 0;
}
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程序本意本意是想通过Fun(NULL)调用指针版本的Fun(int* p)函数，但是由于NULL被定义为0，Fun(NULL)最终调用的是Fun(int p)函数。

注：在C++98中字面常量0，既可以是一个整型数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，但编译器默认情况下将其看成是一个整型常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强制转换。

C++11中的指针空值

对于C++98中的问题，C++11引入了关键字nullptr。
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，在后序表示指针空值时建议最好使用nullptr。