auto 神教 (未完工)

变量 auto

返回类型 auto

C++11 引入的 auto 关键字可以用作函数的返回类型，但它只是一个“占位”，让我们得以后置返回类型，并没有多大作用，非常残废。

auto f() -> int;
// 等价于：
int f();

闹了半天，还是要写返回类型，就只是挪到后面去好看一点……

当初引入后置返回类型实际的用途是 auto f(int x) -> decltype(x * x) { return x * x; } 这种情况，但很容易被接下来 C++14 引入的真正 auto 返回类型推导平替了。

C++14 引入了函数返回类型推导，auto 才算真正意义上能用做函数返回类型，它会自动根据函数中的 return 表达式推导出函数的返回类型。

auto f(int x) {
  return x * x;  // 表达式 `x * x` 的类型为 int，所以 auto 类型推导为 int
}
// 等价于：
int f() {
  return x * x;
}

如果函数中没有 return 语句，那么 auto 会被自动推导为 void，非常方便。

auto f() {
  std::println("hello");
}
// 等价于：
void f() {
  std::println("hello");
}

值得注意的是，返回类型用 auto 来推导的函数，如果有多条 return 语句，那么他们必须都返回相同的类型，否则报错。

auto f(int x) {
  if (x > 0) {
    return 1;    // int
  } else {
    return 3.14; // double
  }
} // 错误：有歧义，无法确定 auto 应该推导为 int 还是 double

auto 还有一个缺点是，无法用于“分离声明和定义”的情况。因为推导 auto 类型需要知道函数体，才能看到里面的 return 表达式是什么类型。所以当 auto 返回类型被用于函数的非定义声明时，会直接报错。

auto f();  // 错误：看不到函数体，无法推导返回类型

auto f() { // 编译通过：auto 推导为 int
    return 1;  // 1 是 int 类型的表达式
}

因此，auto 通常只适用于头文件中“就地定义”的 inline 函数，不适合需要“分离 .cpp 文件”的函数。

参数类型 auto

C++20 引入了模板参数推导，可以让我们在函数参数中也使用 auto。

TODO: 介绍

传统的，基于类型重载的：

int square(int x) {
    return x * x;
}

double square(double x) {
    return x * x;
}

int main() {
    square(2);    // 4（调用 int 版重载）
    square(3.14); // 9.8596（调用 double 版重载）
    // 如果现在又需要 float 版呢？又得写一版重载，内容还是完全一样的，浪费时间
}

基于 auto 模板参数推导的：

auto square(auto x) {
    return x * x;
}

int main() {
    square(2);    // 4（auto 推导为 int）
    square(3.14); // 9.8596（auto 推导为 double）
    // 即使未来产生了 float 版的需求，也不用添加任何代码，因为是 square 是很方便的模板函数
}

auto 推导为引用

TODO: 继续介绍 auto, auto const, auto &, auto const &, auto &&, decltype(auto), auto *, auto const *