C++ auto 关键字

平时定义变量时，我们通常都需要在变量名前面明确写出 int、double、char 等类型名。

从 C++11 标准开始，auto 关键字拥有了全新的作用。其中，auto 是英文 “automatic（自动）” 的缩写：定义变量时可以直接写上 auto，让编译器根据等号右边的初始值自动推导出变量的数据类型。

C++ auto 基本用法

在 C++ 中，使用 auto 定义变量非常简单，只需要把原本写 int、double 等类型名的位置替换成 auto 即可。

语法：

auto 变量名 = 初始值;

说明：

当编译器看到 auto 时，会自动检查等号（=）右边的初始值或表达式是什么类型，然后把左边变量的类型确定下来。常见初始值对应的 auto 推导结果如下表所示。

这里需要注意一点：使用 auto 之后，变量的数据类型并没有消失，只是从 “我们手动写出来” 变成了 “编译器自动推导出来”。

示例 1：使用 auto 定义变量

#include <iostream>

int main() {
    auto count = 10;
    auto big = 8100000000LL;
    auto price = 19.8;
    auto grade = 'A';

    std::cout << count << ' ' << big << '\n';
    std::cout << price << ' ' << grade << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

10 8100000000
19.8 A

分析：

在这个例子中，编译器根据每一行等号右边的字面量，分别将 count 推导为 int、将带 LL 后缀的 big 推导为 long long、将 price 推导为 double、将 grade 推导为 char。推导完成后，这些变量的使用方式与直接写出类型名完全一样。

除了单个字面量之外，如果等号右边是一条算术表达式，auto 同样会根据整个表达式最终算出的结果类型来推导变量类型。请看下面例子。

示例 2：根据表达式推导类型

#include <iostream>

int main() {
    int distance = 25;
    int time = 4;

    auto speed1 = distance / time;
    auto speed2 = static_cast<double>(distance) / time;

    std::cout << speed1 << '\n';
    std::cout << speed2 << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

6
6.25

分析：

这里把前面学过的整数除法、类型转换与 auto 结合在了一起：计算 speed1 时，等号右边的 distance / time 是两个 int 相除，算出的结果是 int 类型的整数 6，因此 speed1 自动推导为 int 类型。

计算 speed2 时，右边先通过 static_cast<double> 把 distance 转成了 double，算出 double 类型的 6.25，因此 speed2 自动推导为 double 类型。简单来说，右边表达式最终算出什么类型，左边变量就是什么类型。

使用 auto 的注意事项

在使用 auto 定义变量时，有 2 条语法规则需要小伙伴们重点掌握，下面我们结合示例来看。

1. 定义时必须初始化

普通变量像 int value; 这样可以先定义、不赋初值，等到后面再通过 value = 10; 赋值。但如果使用 auto 定义变量，就必须在定义的同时赋上初始值，否则程序无法通过编译。

示例 3：未初始化导致报错

#include <iostream>

int main() {
    auto value;
    value = 10;
    std::cout << value << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

（报错）error: declaration of 'auto value' has no initializer

分析：

为什么 auto value; 会直接报错呢？报错信息的意思是声明 auto value 时没有赋初始值。写 int value; 时，我们已经明确告诉了编译器这是一个 int 变量。而写 auto value; 时，等号右边没有任何初始值，编译器没有依据去推导 value 是什么类型，自然也没法分配内存。

另外还要留意一点：如果在同一行里使用 auto 同时定义多个变量，它们的初始值推导出的类型必须一致。下面这种一个赋整数、一个赋小数的写法，编译器同样会直接报错：

auto a = 10, b = 3.14;    // 推导出的类型不一致

2. 推导后类型固定不变

有些学过 Python 或 JavaScript 的小伙伴，看到 auto 容易产生一个疑问：“auto 变量是不是可以随时变换类型，一会儿存整数，一会儿存小数？”

实际上，这样理解是不正确的。C++ 是一门静态类型语言，auto 只负责在变量定义的那一刻推导一次类型。一旦变量的类型确定下来，直到程序结束都不会再改变。下面我们来看一个例子。

示例 4：推导后类型不会改变

#include <iostream>

int main() {
    auto count = 10;
    count = 3.8;
    std::cout << count << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

3

分析：

从运行结果可以看出，count = 3.8; 执行后，打印出来的结果是 3 而不是 3.8。对于这个例子来说，上面代码等价于下面两步：

int count = 10;    // 类型已固定为 int
count = 3.8;       // 小数部分截断，结果变成 3

可以看到，auto 并不是动态类型。变量 count 在定义时根据 10 推导为 int 之后，就已经是一个普普通通的 int 变量了，后续把 3.8 赋给它时，依然会按 int 变量的规则直接抹去小数部分。

何时适合使用 auto？

学会了 auto 之后，是不是以后定义所有变量都写成 auto 最好呢？恰恰相反，在实际开发中，我们应该根据代码的可读性来决定是否使用 auto：

• 简单基础变量直接写明类型：像 int count = 10; 或 double price = 19.8; 这类基础变量，类型名本来就很简短，直接写出 int 或 double 能让读代码的人一眼看清类型，没有必要全部改成 auto。
• 右侧已体现类型或类型名较长时使用 auto：当等号右边已经明确写出了目标类型，比如使用了 static_cast<double>，或者遇到名字很长的复杂类型时，使用 auto 可以省去重复书写类型名的麻烦。

我们可以对比一下下面这两种写法：

// 不推荐
auto count = 10;

// 推荐
int count = 10;
auto average = static_cast<double>(total) / count;

总而言之，选择 “直接写类型名” 还是 “写 auto” 的判断标准其实只有一条：直接写类型名更直观时，就写类型名。当类型名太长或等号右边已经写明类型时，就使用 auto 简化代码。