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<!DOCTYPE HTML>
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<head>
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<!-- Book generated using mdBook -->
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<meta charset="UTF-8">
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<title>Item 2:理解auto类型推导 - Effective Modern C++</title>
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<!-- Custom HTML head -->
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<meta content="text/html; charset=utf-8" http-equiv="Content-Type">
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<meta name="description" content="">
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<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
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<meta name="theme-color" content="#ffffff" />
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<link rel="icon" href="../favicon.svg">
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<link rel="shortcut icon" href="../favicon.png">
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<link rel="stylesheet" href="../css/variables.css">
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<link rel="stylesheet" href="../css/general.css">
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<link rel="stylesheet" href="../css/chrome.css">
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<!-- Fonts -->
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<link rel="stylesheet" href="../FontAwesome/css/font-awesome.css">
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<link rel="stylesheet" href="../fonts/fonts.css">
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<!-- Highlight.js Stylesheets -->
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<link rel="stylesheet" href="../highlight.css">
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<link rel="stylesheet" href="../tomorrow-night.css">
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<link rel="stylesheet" href="../ayu-highlight.css">
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<!-- Custom theme stylesheets -->
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<!-- MathJax -->
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<script async type="text/javascript" src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.1/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML"></script>
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</head>
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<body>
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<!-- Provide site root to javascript -->
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<script type="text/javascript">
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var path_to_root = "../";
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var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
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</script>
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<!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
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<script type="text/javascript">
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try {
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var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
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||
var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');
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||
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||
if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
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||
localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
|
||
}
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||
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||
if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
|
||
localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
|
||
}
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} catch (e) { }
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</script>
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script type="text/javascript">
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var theme;
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try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
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if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
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var html = document.querySelector('html');
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html.classList.remove('no-js')
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html.classList.remove('light')
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html.classList.add(theme);
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html.classList.add('js');
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</script>
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script type="text/javascript">
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var html = document.querySelector('html');
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var sidebar = 'hidden';
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if (document.body.clientWidth >= 1080) {
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||
try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
|
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sidebar = sidebar || 'visible';
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||
}
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html.classList.remove('sidebar-visible');
|
||
html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
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</script>
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<nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
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<div class="sidebar-scrollbox">
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<ol class="chapter"><li class="chapter-item expanded "><a href="../Introduction.html">简介</a></li><li class="chapter-item expanded "><div>第一章 类型推导</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../1.DeducingTypes/item1.html">Item 1:理解模板类型推导</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../1.DeducingTypes/item2.html" class="active">Item 2:理解auto类型推导</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../1.DeducingTypes/item3.html">Item 3:理解decltype</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../1.DeducingTypes/item4.html">Item 4:学会查看类型推导结果</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第二章 auto</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../2.Auto/item5.html">Item 5:优先考虑auto而非显式类型声明</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../2.Auto/item6.html">Item 6:auto推导若非己愿，使用显式类型初始化惯用法</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第三章 移步现代C++</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item7.html">Item 7:区别使用()和{}创建对象</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item8.html">Item 8:优先考虑nullptr而非0和NULL</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item9.html">Item 9:优先考虑别名声明而非typedefs</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item10.html">Item 10:优先考虑限域枚举而非未限域枚举</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item11.html">Item 11:优先考虑使用deleted函数而非使用未定义的私有声明</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item12.html">Item 12:使用override声明重载函数</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item13.html">Item 13:优先考虑const_iterator而非iterator</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item14.html">Item 14:如果函数不抛出异常请使用noexcept</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item15.html">Item 15:尽可能的使用constexpr</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item16.html">Item 16:让const成员函数线程安全</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../3.MovingToModernCpp/item17.html">Item 17:理解特殊成员函数函数的生成</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第四章 智能指针</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../4.SmartPointers/item18.html">Item 18:对于独占资源使用std::unique_ptr</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../4.SmartPointers/item19.html">Item 19:对于共享资源使用std::shared_ptr</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../4.SmartPointers/item20.html">Item 20:当std::shared_ptr可能悬空时使用std::weak_ptr</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../4.SmartPointers/item21.html">Item 21:优先考虑使用std::make_unique和std::make_shared而非new</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../4.SmartPointers/item22.html">Item 22:当使用Pimpl惯用法，请在实现文件中定义特殊成员函数</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第五章 右值引用，移动语义，完美转发</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item23.html">Item 23:理解std::move和std::forward</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item24.html">Item 24:区别通用引用和右值引用</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item25.html">Item 25:对于右值引用使用std::move，对于通用引用使用std::forward</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item26.html">Item 26:避免重载通用引用</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item27.html">Item 27:熟悉重载通用引用的替代品</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item28.html">Item 28:理解引用折叠</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item29.html">Item 29:认识移动操作的缺点</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../5.RRefMovSemPerfForw/item30.html">Item 30:熟悉完美转发失败的情况</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第六章 Lambda表达式</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../6.LambdaExpressions/item31.html">Item 31:避免使用默认捕获模式</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../6.LambdaExpressions/item32.html">Item 32:使用初始化捕获来移动对象到闭包中</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../6.LambdaExpressions/item33.html">Item 33:对于std::forward的auto&&形参使用decltype</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../6.LambdaExpressions/item34.html">Item 34:优先考虑lambda表达式而非std::bind</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第七章 并发API</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../7.TheConcurrencyAPI/Item35.html">Item 35:优先考虑基于任务的编程而非基于线程的编程</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../7.TheConcurrencyAPI/item36.html">Item 36:如果有异步的必要请指定std::launch::threads</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../7.TheConcurrencyAPI/item37.html">Item 37:从各个方面使得std::threads unjoinable</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../7.TheConcurrencyAPI/item38.html">Item 38:关注不同线程句柄析构行为</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../7.TheConcurrencyAPI/item39.html">Item 39:考虑对于单次事件通信使用void</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../7.TheConcurrencyAPI/item40.html">Item 40:对于并发使用std::atomic，volatile用于特殊内存区</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><div>第八章 微调</div></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../8.Tweaks/item41.html">Item 41:对于那些可移动总是被拷贝的形参使用传值方式</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../8.Tweaks/item42.html">Item 42:考虑就地创建而非插入</a></li></ol></li></ol>
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</div>
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<div id="sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle"></div>
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</nav>
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<div id="page-wrapper" class="page-wrapper">
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<div class="page">
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<div id="menu-bar-hover-placeholder"></div>
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<div id="menu-bar" class="menu-bar sticky bordered">
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<div class="left-buttons">
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<button id="sidebar-toggle" class="icon-button" type="button" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="sidebar">
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<i class="fa fa-bars"></i>
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</button>
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<button id="theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="theme-list">
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<i class="fa fa-paint-brush"></i>
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</button>
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<ul id="theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="light">Light (default)</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="rust">Rust</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="coal">Coal</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="navy">Navy</button></li>
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<li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="ayu">Ayu</button></li>
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</ul>
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<button id="search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search. (Shortkey: s)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="S" aria-controls="searchbar">
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<i class="fa fa-search"></i>
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</button>
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</div>
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<h1 class="menu-title">Effective Modern C++</h1>
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<div class="right-buttons">
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<a href="../print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
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<i id="print-button" class="fa fa-print"></i>
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<a href="https://github.com/CnTransGroup/EffectiveModernCppChinese" title="Git repository" aria-label="Git repository">
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</a>
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</div>
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</div>
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<div id="search-wrapper" class="hidden">
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<input type="search" id="searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
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</form>
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<div id="searchresults-outer" class="searchresults-outer hidden">
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<div id="searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
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<ul id="searchresults">
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</ul>
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</div>
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</div>
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<!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
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<script type="text/javascript">
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document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
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document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
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Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function(link) {
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link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
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});
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</script>
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<div id="content" class="content">
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<main>
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<h2 id="条款二理解auto类型推导"><a class="header" href="#条款二理解auto类型推导">条款二：理解<code>auto</code>类型推导</a></h2>
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<p><strong>Item 2: Understand <code>auto</code> type deduction</strong></p>
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<p>如果你已经读过<a href="../1.DeducingTypes/item1.html">Item1</a>的模板类型推导，那么你几乎已经知道了<code>auto</code>类型推导的大部分内容，至于为什么不是全部是因为这里有一个<code>auto</code>不同于模板类型推导的例外。但这怎么可能？模板类型推导包括模板，函数，形参，但<code>auto</code>不处理这些东西啊。</p>
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<p>你是对的，但没关系。<code>auto</code>类型推导和模板类型推导有一个直接的映射关系。它们之间可以通过一个非常规范非常系统化的转换流程来转换彼此。</p>
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<p>在<a href="../1.DeducingTypes/item2.html">Item1</a>中，模板类型推导使用下面这个函数模板</p>
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<pre><code class="language-cpp">template<typename T>
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void f(ParmaType param);
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</code></pre>
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<p>和这个调用来解释：</p>
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<pre><code class="language-cpp">f(expr); //使用一些表达式调用f
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</code></pre>
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<p>在<code>f</code>的调用中，编译器使用<code>expr</code>推导<code>T</code>和<code>ParamType</code>的类型。</p>
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<p>当一个变量使用<code>auto</code>进行声明时，<code>auto</code>扮演了模板中<code>T</code>的角色，变量的类型说明符扮演了<code>ParamType</code>的角色。废话少说，这里便是更直观的代码描述，考虑这个例子：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto x = 27;
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</code></pre>
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<p>这里<code>x</code>的类型说明符是<code>auto</code>自己，另一方面，在这个声明中：</p>
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<pre><code class="language-cpp">const auto cx = x;
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</code></pre>
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<p>类型说明符是<code>const auto</code>。另一个：</p>
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<pre><code class="language-cpp">const auto & rx=cx;
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</code></pre>
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<p>类型说明符是<code>const auto&</code>。在这里例子中要推导<code>x</code>，<code>rx</code>和<code>cx</code>的类型，编译器的行为看起来就像是认为这里每个声明都有一个模板，然后使用合适的初始化表达式进行调用：</p>
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<pre><code class="language-cpp">template<typename T> //概念化的模板用来推导x的类型
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void func_for_x(T param);
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func_for_x(27); //概念化调用：
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//param的推导类型是x的类型
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template<typename T> //概念化的模板用来推导cx的类型
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void func_for_cx(const T param);
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func_for_cx(x); //概念化调用：
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||
//param的推导类型是cx的类型
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template<typename T> //概念化的模板用来推导rx的类型
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||
void func_for_rx(const T & param);
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||
func_for_rx(x); //概念化调用：
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||
//param的推导类型是rx的类型
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</code></pre>
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<p>正如我说的，<code>auto</code>类型推导除了一个例外（我们很快就会讨论），其他情况都和模板类型推导一样。</p>
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<p><a href="../1.DeducingTypes/item1.html">Item1</a>基于<code>ParamType</code>——在函数模板中<code>param</code>的类型说明符——的不同特征，把模板类型推导分成三个部分来讨论。在使用<code>auto</code>作为类型说明符的变量声明中，类型说明符代替了<code>ParamType</code>，因此Item1描述的三个情景稍作修改就能适用于auto：</p>
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<ul>
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<li>情景一：类型说明符是一个指针或引用但不是通用引用</li>
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<li>情景二：类型说明符一个通用引用</li>
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<li>情景三：类型说明符既不是指针也不是引用</li>
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</ul>
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<p>我们早已看过情景一和情景三的例子：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto x = 27; //情景三（x既不是指针也不是引用）
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const auto cx = x; //情景三（cx也一样）
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const auto & rx=cx; //情景一（rx是非通用引用）
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</code></pre>
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<p>情景二像你期待的一样运作：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto&& uref1 = x; //x是int左值，
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//所以uref1类型为int&
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auto&& uref2 = cx; //cx是const int左值，
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//所以uref2类型为const int&
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auto&& uref3 = 27; //27是int右值，
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||
//所以uref3类型为int&&
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</code></pre>
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<p><a href="../1.DeducingTypes/item1.html">Item1</a>讨论并总结了对于non-reference类型说明符，数组和函数名如何退化为指针。那些内容也同样适用于<code>auto</code>类型推导：</p>
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<pre><code class="language-cpp">const char name[] = //name的类型是const char[13]
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"R. N. Briggs";
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auto arr1 = name; //arr1的类型是const char*
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auto& arr2 = name; //arr2的类型是const char (&)[13]
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void someFunc(int, double); //someFunc是一个函数，
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//类型为void(int, double)
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auto func1 = someFunc; //func1的类型是void (*)(int, double)
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||
auto& func2 = someFunc; //func2的类型是void (&)(int, double)
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</code></pre>
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||
<p>就像你看到的那样，<code>auto</code>类型推导和模板类型推导几乎一样的工作，它们就像一个硬币的两面。</p>
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<p>讨论完相同点接下来就是不同点，前面我们已经说到<code>auto</code>类型推导和模板类型推导有一个例外使得它们的工作方式不同，接下来我们要讨论的就是那个例外。
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我们从一个简单的例子开始，如果你想声明一个带有初始值27的<code>int</code>，C++98提供两种语法选择：</p>
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<pre><code class="language-cpp">int x1 = 27;
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int x2(27);
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</code></pre>
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<p>C++11由于也添加了用于支持统一初始化（<strong>uniform initialization</strong>）的语法：</p>
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<pre><code class="language-cpp">int x3 = { 27 };
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||
int x4{ 27 };
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</code></pre>
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<p>总之，这四种不同的语法只会产生一个相同的结果：变量类型为<code>int</code>值为27</p>
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<p>但是<a href="../2.Auto/item5.html">Item5</a>解释了使用<code>auto</code>说明符代替指定类型说明符的好处，所以我们应该很乐意把上面声明中的<code>int</code>替换为<code>auto</code>，我们会得到这样的代码：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto x1 = 27;
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||
auto x2(27);
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||
auto x3 = { 27 };
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||
auto x4{ 27 };
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||
</code></pre>
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<p>这些声明都能通过编译，但是他们不像替换之前那样有相同的意义。前面两个语句确实声明了一个类型为<code>int</code>值为27的变量，但是后面两个声明了一个存储一个元素27的 <code>std::initializer_list<int></code>类型的变量。</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto x1 = 27; //类型是int，值是27
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||
auto x2(27); //同上
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auto x3 = { 27 }; //类型是std::initializer_list<int>，
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||
//值是{ 27 }
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||
auto x4{ 27 }; //同上
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||
</code></pre>
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<p>这就造成了<code>auto</code>类型推导不同于模板类型推导的特殊情况。当用<code>auto</code>声明的变量使用花括号进行初始化，<code>auto</code>类型推导推出的类型则为<code>std::initializer_list</code>。如果这样的一个类型不能被成功推导（比如花括号里面包含的是不同类型的变量），编译器会拒绝这样的代码：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto x5 = { 1, 2, 3.0 }; //错误！无法推导std::initializer_list<T>中的T
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</code></pre>
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<p>就像注释说的那样，在这种情况下类型推导将会失败，但是对我们来说认识到这里确实发生了两种类型推导是很重要的。一种是由于<code>auto</code>的使用：<code>x5</code>的类型不得不被推导。因为<code>x5</code>使用花括号的方式进行初始化，<code>x5</code>必须被推导为<code>std::initializer_list</code>。但是<code>std::initializer_list</code>是一个模板。<code>std::initializer_list<T></code>会被某种类型<code>T</code>实例化，所以这意味着<code>T</code>也会被推导。 推导落入了这里发生的第二种类型推导——模板类型推导的范围。在这个例子中推导之所以失败，是因为在花括号中的值并不是同一种类型。</p>
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<p>对于花括号的处理是<code>auto</code>类型推导和模板类型推导唯一不同的地方。当使用<code>auto</code>声明的变量使用花括号的语法进行初始化的时候，会推导出<code>std::initializer_list<T></code>的实例化，但是对于模板类型推导这样就行不通：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto x = { 11, 23, 9 }; //x的类型是std::initializer_list<int>
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template<typename T> //带有与x的声明等价的
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void f(T param); //形参声明的模板
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f({ 11, 23, 9 }); //错误！不能推导出T
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</code></pre>
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<p>然而如果在模板中指定<code>T</code>是<code>std::initializer_list<T></code>而留下未知<code>T</code>,模板类型推导就能正常工作：</p>
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<pre><code class="language-cpp">template<typename T>
|
||
void f(std::initializer_list<T> initList);
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||
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||
f({ 11, 23, 9 }); //T被推导为int，initList的类型为
|
||
//std::initializer_list<int>
|
||
</code></pre>
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||
<p>因此<code>auto</code>类型推导和模板类型推导的真正区别在于，<code>auto</code>类型推导假定花括号表示<code>std::initializer_list</code>而模板类型推导不会这样（确切的说是不知道怎么办）。</p>
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<p>你可能想知道为什么<code>auto</code>类型推导和模板类型推导对于花括号有不同的处理方式。我也想知道。哎，我至今没找到一个令人信服的解释。但是规则就是规则，这意味着你必须记住如果你使用<code>auto</code>声明一个变量，并用花括号进行初始化，<code>auto</code>类型推导总会得出<code>std::initializer_list</code>的结果。如果你使用**uniform initialization（花括号的方式进行初始化）**用得很爽你就得记住这个例外以免犯错，在C++11编程中一个典型的错误就是偶然使用了<code>std::initializer_list<T></code>类型的变量，这个陷阱也导致了很多C++程序员抛弃花括号初始化，只有不得不使用的时候再做考虑。（在<a href="../3.MovingToModernCpp/item7.html">Item7</a>讨论了必须使用时该怎么做）</p>
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<p>对于C++11故事已经说完了。但是对于C++14故事还在继续，C++14允许<code>auto</code>用于函数返回值并会被推导（参见<a href="../1.DeducingTypes/item3.html">Item3</a>），而且C++14的<em>lambda</em>函数也允许在形参声明中使用<code>auto</code>。但是在这些情况下<code>auto</code>实际上使用<strong>模板类型推导</strong>的那一套规则在工作，而不是<code>auto</code>类型推导，所以说下面这样的代码不会通过编译：</p>
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<pre><code class="language-cpp">auto createInitList()
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{
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return { 1, 2, 3 }; //错误！不能推导{ 1, 2, 3 }的类型
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}
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</code></pre>
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<p>同样在C++14的lambda函数中这样使用auto也不能通过编译：</p>
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<pre><code class="language-cpp">std::vector<int> v;
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…
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auto resetV =
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[&v](const auto& newValue){ v = newValue; }; //C++14
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…
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resetV({ 1, 2, 3 }); //错误！不能推导{ 1, 2, 3 }的类型
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</code></pre>
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<p><strong>请记住：</strong></p>
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<ul>
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<li><code>auto</code>类型推导通常和模板类型推导相同，但是<code>auto</code>类型推导假定花括号初始化代表<code>std::initializer_list</code>，而模板类型推导不这样做</li>
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<li>在C++14中<code>auto</code>允许出现在函数返回值或者<em>lambda</em>函数形参中，但是它的工作机制是模板类型推导那一套方案，而不是<code>auto</code>类型推导</li>
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</ul>
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</main>
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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</a>
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<i class="fa fa-angle-right"></i>
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</a>
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</body>
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</html>
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