C++11之为何你要尽量使用auto？

对于 C++11 的 auto 关键字，感觉使用的过程并没有做到得心应手，知其然不知其所以然。

所以系统学习并总结一下，我们什么时候应该使用 auto 来定义变量。

1）当然是少写 N 多的字符

// 获取迭代器的类型
typename std::iterator_traits<It>::value_type currValue = *b; //C++98写法
auto currValue = *b; //C++11写法，可以看到简练很多

2）避免未初始化的变量

int x1; // 未初始化
auto x2; // 编译错误！使用auto必须初始化
auto x3 = 0; // 正确！

3）直接持有closure（闭包）

// 类比较函数（函数类型【这里应该特指返回值类型，因为参数类型是知道的】仅编译器知道）
auto derefUPLess = [](const std::unique_ptr<Widget>& p1,
                     const std::unique_ptr<Widget>& p2) {
   return *p1 < *p2;
};
// c++14 auto可以用于函数参数，写法将更加简洁
auto derefUPLess = [](const auto& p1,
                     const auto& p2) {
   return *p1 < *p2;
};

《Effective Modern C++》中有提到，auto 声明比std::function性能更好（后者会涉及到一些复制操作等，未深究）。

4）避免类型不匹配问题

例1

std::vector<int> v;
…
unsigned sz = v.size();

v.size()的返回值是std::vector<int>::size_type，从官网上的说明可以看到它就是size_t（unsigned integer types）。对于 Intel 架构平台，各数据类型实际所占字节如下（引自Integer sizes in C on 32 bit and 64 bit Linux）：

可以看到，对于 64 位平台，[unsigned ] int与size_t不等，所以上述代码在 64 位平台下可能出现“类型截断”。这时候，使用 auto 就是更好的选择了：

auto sz = v.size(); // sz's type is std::vector<int>::size_type

例2

std::unordered_map<std::string, int> m;
…
for (const std::pair<std::string, int>& p : m)
{
… // do something with p
}

这里有一个陷阱需要注意，就是 map 的 key 是不可变的（map keys are semantically immutable），所以所有对于 map key 的直接操作（譬如解引用迭代器，产生value_type），都会对 key 加上const属性（参考What is difference between const and non const key?）。

也就是说，上面的例子中，map 中的std::pair类型是std::pair<const std::string, int>，而不是std::pair<std::string, int>。 所以将 p 声明为std::pair<std::string, int>后，编译器会尝试将std::pair<std::string, int>转换为std::pair<const std::string, int>。这个过程是这么实现的：对每个 p 想要绑定的 m 中的一员，先将其复制到一个临时对象，然后将 p 绑定到这个临时变量上。在每次循环最后，这个临时对象会被销毁。

上面的过程，其实与你的“初心”是不符的，因为你仅仅只是想将 p 绑定到 m 的所有元素而已。

当然，这时候使用 auto 就能避免这样的“类型不匹配”了：

for (const auto& p : m)
{
… // as before
}

除去类型正确、字符更少的好处，这里还有一点值得提出，就是获取 p 的地址的时候，可以正确的拿到 m 里元素的地址。在不使用 auto 的写法中，获取 p 的地址拿到的是临时对象的地址，而这个临时对象是在循环结束前会被销毁的。

5）利于代码重构

想像一个场景：你定义的一个函数返回int类型，然而随着你的软件使用，int已经不能满足你的需求，你需要将返回值改为long。此时，假如在获取返回值的地方，你是用的是 auto，那么你只需要在函数声明和函数定义处修改。假如你是用的是精确类型定义，那你就需要找出每个调用了此函数并用int类型获取返回值的地方，并全部修改它们。

总结

auto 可以显著减少输入的字符数，可以避免未初始化变量的出现（因为定义 auto 变量必须初始化），也可以防止因为类型不匹配导致的程序错误（例1）及性能问题（例2），对代码重构的工作量也有一定的帮助。

当然，也存在一些不能使用 auto 的场景，下回分解。

BY：HW-LH