auto关键字解析

前言

在11标准之前，auto在c++中是声明存储器类型的关键字。而在11标准中它的功能变为了类型推导。

对此， 在这里引入C++primer中的原句：

编程时常常需要把表达式的值赋给变量，这就要求在声明变量的时候清楚的知道表达式的类型。然而要做到这一点并非那么容易，有时候甚至根本做不到。为了解决这个问题，C++11新标准引入了auto类型说明符，用它就能让编译器替我们去分析表达式所属的类型。和原来的那些对应的一种特定类型的说明符不同，auto让编译器通过初始值来推断变量的类型。显然，auto定义的变量必须具有初始值。

比如下面的代码：

 vector<int> vtr{ 0, 1, 2, 3, 4 };
 for (auto x : vtr)
     cout << x << ' ';

可以看出auto设计的基本思想就是想通过简短的auto占位符替代程序中长且杂的各种数据类型。从而增大开发效率。

显然想要auto实现这一目的需要满足——auto必须能够表示出程序中的所有数据类型。

auto的组合使用

auto不仅仅能够表示单独的数据类型，还可以和&，*等类型标识符配合使用组成其他的数据类型，比如：

 int x = 0;
 auto *pt1 = &x; // pt1为int*, auto推导为 int
 auto pt2 = &x; // pt2为int*, auto推导为int*
 auto& r1 = x; // r1为int&, auto推导为int
 auto r2 = r1; // r2为int，auto推导为int

指针和引用作为栈区数据的左膀右臂，若只使用auto关键字，想要达到将int赋值给引用这种操作显然是做不到的。

int在赋值给auto时会不明确auto到底是普通类型还是引用类型而产生二义性，为了避免二义性，规定int类型赋值给auto依旧是int类型，若想要赋值给引用类型需要auto和&配合使用。

这也与auto表示所有类型的理念不约而和。

auto与const

前面讲述和auto在设计时为了避免二义性会进行取舍操作，保证一种声明赋值语句只会对应一种类型。

但是这样同样会衍生一个问题——在避免二义性得时候如何选择。

假设我们作为C++语言的设计者，在选择时肯定会更偏向于更自由的一方，毕竟C++的设计理念就是既想保留C的自由，又想发展自己的东西。

接下来我就会列举几个auto个const的组合。并从是否合法，涵盖全面，更自由的选择等方面来分析编译器为何会如此选择。

要补充一点，可能有的时候看似auto有多种选择，因为在C++中赋值语句是支持隐式类型转换的，但是实际上auto作为"万能的数据类型"，其在设计时就应当规避掉类型转换的操作，所以在分析时我不会考虑类型转换的选择。

 int x = 0;
 const auto n = x; // auto会被推导为 int
 auto f = n; // const在取值时没有限定，因此编译器会将auto处理为int，显然int会比const int涵盖面更广
 ​
 const auto& r1 = x; // auto会被翻译成int, 当然也有可能会被翻译成const int, 不过在编译器中多个const和一个const效果相同
 ​
 // int& r3 = n; 这样赋值编译器会报错
 auto& r2 = n; // r2会被翻译成const int, 因为const int数值是不能赋值给int引用的，所以编译器选择const int

1. const auto n = x：x为int类型，而auto前面有const限定符，显然这里的auto只能被推导为int类型。

2. auto f = n：前面我们分析了n为const int类型，而const int类型允许赋值给const int，和int类型，有两种选择，最终选择int。

   主要从两方面分析，一方面是我们所说的自由性，若想要赋值给const int类型可以在auto前加上const限定符。

   而const int无法添加限定符将其变为int类型，所以显然int要比const int更自由。

   另一方面，如果auto在这里被推导为const int类型，那么你会发现没有一种情况可以使const int类型赋值给auto时auto被推导为int了，这违背了auto的设计理念。

3. const auto& r1 = x：会被翻译为int，不多讨论。

4. auto& r2 = n：n为const int类型，而在c++中只允许const int类型赋值给const int&类型（这里不是说不能赋值给其他，只是说若要赋值给引用则必须加const限定符），所以这里也只能是const int&。

总结

借用C++primer中的一句话：

auto一般会忽略掉顶层const，同时底层const则会保留下来。

比如在a = b这种赋值语句中，尽管b有const限定，但其实a是直接将b中的数据拷贝过来，auto会直接忽略掉const。

而在&a = b这种语句中，a实际上是保存的b的地址，auto就会保留下const。