现代C++学习笔记（4）：auto的前世今生
Image （题图来自网络并做适当修改）
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auto，是C++语言继承自C语言的第一个关键字。嗯，按字母顺序排名的话，它确实是第一个。
之所以这样说，是因为我的确拥有过一本关于C语言的大部头书籍，该书从头到尾完全就是按照字母顺序来组织编排的。标准C语言的所有关键字、函数、运算符、宏、头文件等内容全混到一起，只按字母进行排列，挨个列出并作介绍。这根本就不是教材，而是一本字典。在那个互联网还远没有普及的年代，手上缺乏其他教材，于是我竟然把这本书从头到尾一页不落地啃了下来，这奠定了我后来的C/C++语言基础。
我也曾听说有不止一位朋友，趁着假期按帮助文档中的列表，学习R语言base、stats、utils等包的所有函数，后来成了大牛。因此，对于计算机语言这件事，鼓励大家不妨趁着年轻，多下一些笨功夫，能受益终身。
说回到 auto，在C语言中，最初它用于变量定义，放在变量类型的前面，说明变量的存储模式。与它同类的还有另外三个，分别是：
auto int a; /* 自动变量 / register int r; / 寄存器变量 / static int s; / 静态变量 / extern int e; / 外部变量 */ 2
接下来，分别解释下这四种变量存储模式：
自动变量（auto）：在C语言中，这样的变量定义，通常都要求写在函数体的开始，它编译成机器指令时，会成为堆栈控制的相关代码，即从堆栈中预留出空间，当做变量使用，一旦函数退出，由于堆栈的还原，会自动被释放掉。所以这种变量被称为“自动”变量。然而，因为绝大多数变量其实都是以这种方式存在的，所以为了简化，该“auto”关键字可以省略，就写成“int a;”，效果完全一样。于是，该关键字，成了可有可无的存在。
寄存器变量（register）：这是与CPU指令集相关的，早期计算机及编程非常注重代码的运行效率，恨不得从每个牙缝里抠出哪怕一点点运行时间和存储空间。CPU内置有几个存放变量的单元，称为寄存器，其存取速度比内存快得多，内存中的数据，要进行计算，通常也会先拷贝到寄存器中，然后运算指令才能正确工作。为了优化，早期的C语言编译器，就会允许程序员自己指定某个变量强制使用寄存器，而不要放入内存，以此来手工提高程序运行效率。然而，随着编译器的升级，这种人工干预的方式已经显得非常没有必要，甚至有时候反而还会拖累效率。最终，这个关键字被淘汰在历史中。
静态变量（static）：这种变量，在编译过程中，通常是会放入单独的一个数据段。程序一旦从磁盘读入内存，就会存在于内存中，而不像自动变量那样，是在函数调用的过程中，临时分配而得。因此，它的生存期覆盖了整个程序的运行过程，几乎永远不用担心变量会失效。而相应地，自动变量的生存期，只存在于其所在函数的调用阶段，函数运行结束，该变量就失效，这也是为什么不能把自动变量的地址作为函数的返回值传出，真要试图传出，只能通过拷贝变量的方式进行。注意，在这里，与 static 对应的关键字并不是 dynamic，而是 auto，大概是因为auto更好写吧，哈哈。
外部变量（extern）：这个关键字的存在，是为了让不同的C/C++源文件（.c 或 .cpp）能够使用同一个变量。如果没有这个关键字，在不同的源文件中分别写了相同的变量名，则编译过程中，会给每个模块（源文件的编译结果）都分配一块该变量的空间。最后在把这些模块链接起来，生成最终可执行文件时，会因为变量名冲突而报错。extern会告诉编译器，这个变量已经在另一个模块中分配空间，当前这个模块中，就别分配了，以此来确保最终的链接正常。
在理解完上面一大段关于上古C语言的基础知识后，我们可以认识到，auto和register都已经被淘汰了。流传下来，至今仍在C和C++语言中可使用的，也就只剩下后面两种，static 和 extern。而在 C++的新标准中，既然auto已经早已毫无存在感，那不妨赋予它新的含义和用法。
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下面，列举几个新标准中的auto的新用法，体会一下auto重生后的魅力：
一、迭代器类型的定义：
不用auto：
#include
二、新的for循环：
不用auto：
#include
不用auto： int foo(int x, int y) { return (x * y); } 使用auto： auto foo(int x, int y) -> int { return (x * y); }
注：本文首发表于“不靠谱颜论”公众号，并同步至本站。