目錄
一. 前言
二. auto關(guān)鍵字
2.1 auto的引入
2.2 auto簡介
2.3 auto的使用細則
2.4?auto不能推導的場景
三. 基于范圍的for循環(huán)(C++11)
3.1 范圍for的語法
3.2 范圍for的原理
3.3 范圍for的使用條件
四. 指針空值nullptr(C++11)
一. 前言
? ? ? ? 上期我們介紹了c++新增的兩個重要語法：引用和內(nèi)聯(lián)函數(shù)，今天我們帶來的內(nèi)容是auto關(guān)鍵字、范圍for以及nullptr指針，本期也是初識C++的最后一期。上期回顧：
【C++深入淺出】初識C++中篇（引用、內(nèi)聯(lián)函數(shù)）http://t.csdn.cn/LCvY0????????話不多說，直接上菜！?。?/span>
二. auto關(guān)鍵字
2.1 auto的引入
? ? ? ? 在我們寫代碼的過程中，可曾發(fā)現(xiàn)，隨著程序越來越復雜，程序中用到的類型也越來越復雜，包括但不限于以下兩點：1.?類型難于拼寫、2.?含義不明確導致容易出錯。例如：
#include <string>
#include <map>
int main()
{
std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "蘋果" }, { "orange","橙子" },{ "pear","梨" } };
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}你沒有看錯，上面的std::map<std::string, std::string>::iterator?其實是一個類型，是不是非常嚇人
。像這種長類型特別容易寫錯，有的人可能已經(jīng)想到了解決方案：可以通過typedef給類型取別名。是的，這無疑也是種好方法，但使用typedef前我們必須先知道類型，有時候這并不容易做到。那怎么辦呢？不急，C++11中的auto關(guān)鍵字就是為了解決這個問題。
2.2 auto簡介
????????在早期C/C++中使用auto修飾的變量，是具有自動存儲器的局部變量，但由于用處不大，一直沒有人去使用它。
? ? ? ? 而在C++11中，C++標準委員會賦予了auto全新的含義，即auto不再是一個存儲類型指示符，而是作為一個新的類型指示符來指示編譯器，使用auto聲明的變量類型編譯器會在編譯時期自動推導而得。
????????為了避免與C++98中的auto發(fā)生混淆，C++11只保留了auto作為類型指示符的用法。
#include<string>
int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
string s;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
auto e = s.begin();
cout << typeid(b).name() << endl; //typeid類似于sizeof一樣，是一個操作符，其可以用來獲取變量的類型。
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
cout << typeid(e).name() << endl;
//auto e; 無法通過編譯，使用auto定義變量時必須對其進行初始化
return 0;
}
輸出結(jié)果如下
?
可以看出，編譯器自動幫我們將類型推導出來了，是不是非常方便
2.3 auto的使用細則
? ? ? ? 學會了auto的基本使用，接下來就是避坑時間惹
?
? ? ? ? 1. auto定義變量時必須對其進行初始化
? ? ? ? ?auto并非是一種“類型”的聲明，而是一個類型聲明時的“占位符”。在編譯階段編譯器需要根據(jù)初始化表達式來推導auto的實際類型，然后將auto替換為變量實際的類型。
int main()
{
int val = 10;
auto a; //錯誤寫法，編譯時會報錯
auto b = val; //正確寫法，定義時進行初始化，編譯器才能進行推導然后將auto替換
return 0;
}? ? ? ? 2.?auto和指針和引用
? ? ? ? 用auto聲明指針類型時，用auto和auto*沒有任何區(qū)別，但用auto聲明引用類型時則必須
加&。
int main()
{
int x = 10;
auto a = &x;
auto* b = &x;
auto& c = x;
cout << typeid(a).name() << endl;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}
?????????3. 在同一行定義多個變量
? ? ? ? ?當在同一行聲明多個變量時，這些變量必須類型相同，否則編譯器將會報錯，因為編譯
器實際只對第一個類型進行推導，然后將auto進行替換，最后用替換后的類型定義其他變量。
int main()
{
auto a = 1, b = 2; // 正確寫法
auto c = 3, d = 4.0; // 編譯失敗，因為c和d的初始化表達式類型不同
return 0;
}
2.4?auto不能推導的場景
? ? ? ? 1、auto不能作為函數(shù)的參數(shù)
// 此處代碼編譯失敗，auto不能作為形參類型，
// 原因：函數(shù)調(diào)用傳參發(fā)生在運行階段，故在編譯階段編譯器無法對a的實際類型進行推導
void TestAuto(auto a)
{}
? ? ? ? 2.、auto不能直接用來聲明數(shù)組
int main()
{
int a[] = { 1,2,3 };
auto b[] = { 4,5,6 };
return 0;
}
三. 基于范圍的for循環(huán)(C++11)
3.1 范圍for的語法
????????在C++98中如果要遍歷一個數(shù)組，可以按照以下方式進行：
int main()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
{
array[i] *= 2; //利用下標訪問
}
cout << endl;
for (int* p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++p)
{
cout << *p << ' '; //利用指針訪問
}
cout << endl;
}? ? ? ? 但是對于array這個有范圍的集合而言，由程序員來說明循環(huán)的范圍顯然顯得有點多余，有時候還會容易犯錯誤產(chǎn)生越界。因此C++11中引入了基于范圍的for循環(huán)。for循環(huán)后的括號由冒號分為兩部分：第一部分是范圍內(nèi)迭代取得的變量，第二部分則表示進行迭代的集合對象。上述代碼使用范圍for改寫如下
int main()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto& e : array) //依次取數(shù)組的數(shù)據(jù)給引用變量e，自動判斷結(jié)束，自動迭代 + 1
{
e *= 2;
}
for (auto e : array) //依次取數(shù)組的數(shù)據(jù)賦值給變量e，自動判斷結(jié)束，自動迭代 + 1
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}可以看到，我們使用到了之前學的auto關(guān)鍵字，利用auto的自動類型推導，我們無需顯式地寫出e的類型，使得范圍for的使用更加簡潔方便，這也是auto的常見優(yōu)勢用法之一。
在第一個范圍for中，由于e是引用變量，因此e表示的是數(shù)組每個元素的別名，對e進行修改就是對數(shù)組元素進行修改。
而在第二個范圍for中，e是普通變量，表示的是數(shù)組每個元素的拷貝，對e進行修改對數(shù)組元素沒有影響。
注意：與普通循環(huán)類似，可以用continue來結(jié)束本次循環(huán)，也可以用break來跳出整個循環(huán)。
3.2 范圍for的原理
? ? ? ? 可能會有的小伙伴會好奇：范圍for這個東西這么智能，既能自動迭代，還能自動判斷結(jié)束，那么它的原理究竟是什么呢
?
? ? ? ? ?實際上，并沒有想象中的那么復雜。范圍for的底層原理實際上就是迭代器遍歷，編譯器在編譯時會自動將范圍for的代碼替換為迭代器遍歷相關(guān)代碼。迭代器的知識我們后續(xù)會介紹，這里大家將其理解為指針即可。
? ? ? ? 下面是一段vector容器的遍歷代碼：
int main()
{
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 5; i++) //插入1-5的數(shù)據(jù)
{
v.push_back(i);
}
for (auto e : v) //范圍for遍歷
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
return 0;
}? ? ? ?編譯器編譯時范圍for會替換成類似于如下的代碼：
int main()
{
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 5; i++) //插入1-5的數(shù)據(jù)
{
v.push_back(i);
}
vector<int>::iterator it = v.begin();
//auto it = v.begin(); //迭代器的類型較長，也可以使用auto自動推導
while (it != v.end()) //迭代器遍歷，這里將it當做指針理解即可
{
cout << *it << ' ';
it++;
}
cout << endl;
return 0;
}結(jié)論：范圍for其實就是編譯器進行了替換，本質(zhì)上還是迭代器的遍歷。
3.3 范圍for的使用條件
????????1、for循環(huán)迭代的范圍必須是確定的
????????對于數(shù)組而言，for循環(huán)迭代的范圍就是從數(shù)組中第一個元素到最后一個元素；對于類而言，應(yīng)該提供begin和end的方法，begin和end就是for循環(huán)迭代的范圍。
void putArray(int array[])
{
//數(shù)組傳參發(fā)生降維，array是個指針，指向數(shù)組首元素
for (auto e : array) //由于array只是個int*指針，我們無法確定迭代的范圍，故這里的范圍for會報錯
{
cout << e << ' ';
}
}
int main()
{
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 5; i++) //插入1-5的數(shù)據(jù)
{
v.push_back(i);
}
for (auto e : v) //范圍for遍歷vector容器類。范圍：v.begin()~v.end()
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
int array[5] = { 1,2,3,4,5 };
for (auto e : v) //范圍for遍歷array數(shù)組。范圍：從第一個元素的下標0到最后一個元素的下標4
{
cout << e << ' ';
}
putArray(array);
return 0;
}? ? ? ? 2、迭代的對象要實現(xiàn)++和==的操作
? ? ? ? 上面我們看到范圍for替換為迭代器遍歷的代碼中，使用迭代器it進行遍歷時需要用到++和==的操作，顧迭代器需要支持++和==的操作。（目前不清楚的了解一下即可，等到我們講解迭代器時再深入討論）
四. 指針空值nullptr(C++11)
? ? ? ? 在C語言中，我們對指針進行初始化時，經(jīng)常會用NULL空指針進行初始化，如下：
int main()
{
int* p1 = NULL;
return 0;
}?????????實際上，NULL是一個宏，在傳統(tǒng)的C頭文件(stddef.h)中，可以看到如下代碼：
????????可以看到，NULL在C++中被定義為字面常量0，在C語言中被定義為無類型指針(void*)常量。而字面常量0在編譯器看來默認是整形常量，這就會導致出現(xiàn)一些不可預料的錯誤，例如：
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;
}? ? ? ? 上述代碼在C++中的結(jié)果如下所示
本意我們是想通過f(NULL)調(diào)用指針版本的f(int*)函數(shù)，但是由于NULL在C++中被定義成字面常量0，因此調(diào)用了更符合的f(int)函數(shù)，與程序的初衷相悖。如果我們執(zhí)意要調(diào)用f(int*)函數(shù)，只能將NULL強制類型轉(zhuǎn)換為int*，再進行調(diào)用即可，但這樣會顯得非常奇怪
?
? ? ? ? 出于以上原因，C++11新增了一個關(guān)鍵字nullptr用來表示指針空值，如下：
void f(int)
{
cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
f(0);
f(nullptr); //nullptr表示空指針
return 0;
}? ? ? ? 此時代碼的結(jié)果就符合我們初衷了：
關(guān)于nullptr的幾點說明與建議?
- 在使用nullptr表示指針空值時，不需要包含頭文件，因為nullptr是C++11作為新關(guān)鍵字引入的。
- 在C++11中，sizeof(nullptr) 與 sizeof((void*)0)所占的字節(jié)數(shù)相同。
- 為了提高代碼的健壯性，在C++中表示指針空值時最好使用nullptr。
以上，就是本期的全部內(nèi)容啦??文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-678333.html
制作不易，能否點個贊再走呢??文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-678333.html
到了這里，關(guān)于【C++深入淺出】初識C++下篇（auto關(guān)鍵字、范圍for、nullptr指針）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
