作者poyenc (发箍)
看板C_and_CPP
标题Re: [问题] (C++ Primer)有关auto &的疑问
时间Sat Dec 8 01:36:03 2018
※ 引述《TyrionLannis (小恶魔)》之铭言：
: 由於不是问程式码相关的题目，故前面叙述恕删，最近刚开始看C++ Primer，
: 读到Ch3多维阵列的部分(P128)，它里面给了另一种用auto来跑for loop的方式，举个
: 例子来说:
: int ia[2][2]={1,2,3,4};
: //印出阵列的每个元素值
: for(auto &row : ia)
: for(auto col :row){
: cout<< col << endl;
: }
: 书中注明，auto &row中的&不能省略，否则编译器会把row转成一个pointer(指
: 向每列的第一个元素)，跑到第二个loop的时候就变成违法的指令了(原文:That
: loop attempts to iterate over an int*)，所以说一定要要有&才会把row转成
: 一个一维阵列，然後我就有点不懂为什麽编译器会这样做了，毕竟前面讲auto的
: 内容好像没有有提到auto声明的时候加上reference会造成这种最後type的不同，
: 想请问这是C++的规定还是背後有什麽特别的哲学(或者机制)吗?
以下提到的资料都可以在 N3242 里面查询到. range-based for
顾名思义就是寻访 range 里所有元素用的 for, range 范围是由成
对的迭代器所定义, 最简单的迭代器是指标:
int array[
5] = {
0,
1,
2,
3,
4 };
for (
int* p =
array; p != (
array +
5); ++p) {
cout << *p <<
" " << endl;
}
上面的例子里,
array (转型成指标) 是
开始迭代器, (
array +
5)
则是
结束迭代器, 你可以用这两个迭代器来寻访阵列. 这边可以不
指定 p 的型别由编译器帮我们推导:
// auto is deduced to int*
for (
auto p =
array; p != (
array +
5); ++p) {
cout << *p <<
" " << endl;
}
然後再来看看 N3242 里面的 6.5.4.1, range-based for 语句:
for (
for-range-declaration :
expression )
statement
等同於下面的写法:
{
auto && __range =
expression;
for (
auto __begin =
begin-expr,
__end =
end-expr;
__begin != __end;
++__begin ) {
for-range-declaration = *__begin;
statement
}
}
有看到
开始和
结束迭代器了吗? 它们就是被用来控制回圈该跑几次.
另外虽然
for-range-declaration 只有写一次, 但它会在迭代中被
用来接 *
__begin 的结果. 在 6.5.4.1 最後一段有写到这些迭代器
从哪里来:
"... and _RangeT is the type of the expression, and
begin-expr and end-expr are determined as follows:
- if _RangeT is an array type, begin-expr and end-expr
are __range and __range + __bound, respectively,
where __bound is the array bound."
既然有迭代器的求法, 刚刚的回圈我们也可以试着用
range-based for 来作代换:
// for-range-declaration: auto i
// expression: array
// statement: cout << i << " " << endl;
for (
auto i :
array) {
cout << i <<
" " << endl;
}
等同於:
{
auto && __range =
array;
for (
auto __begin =
__range,
__end =
__range + 5;
__begin != __end;
++__begin ) {
auto i = *__begin;
cout << i <<
" " << endl;
}
}
这边
auto&& 推导的规则比较特殊, 先不细讲.
__range 物件被用
来接冒号(:)右边的叙述
(这个例子为 array), 并且视情况延长生
命周期; 再来因为
array 的型别为
int[
5],
__begin 的型别被推
导为
int*,
__bound 也被决定为
5.
auto i 能否放在前面宣告,
取决於它可不可以从 *
__begin 初始化而来. 来说结论:
range-based for 中如果无法藉由标准里提的方法得出开
始/结束迭代器, 或是宣告不合法, 就可能造成编译错误.
你的例子里, 外层回圈从 *
__begin 拿到的东西是
int(&)[
2]
(阵
列参考), 原本用
auto& 可以参考到子阵列; 但因为宣告改成
auto
导致先转型成指标
int* 才传递给内层回圈使用. 内层回圈因为无
法透过指标来获取
开始/
结束迭代器
(资讯不足), 所以报错.
参考资料:
Draft for C++11 (N3242)
https://bit.ly/2PmiJ6J
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 123.193.76.85
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/C_and_CPP/M.1544204166.A.F9A.html
1F：推 TyrionLannis: 感谢!排版跟解释都很清楚! 12/08 09:49
2F：→ TyrionLannis: 另外想请问，所以auto &跟auto 两个回传的结果不同 12/08 09:50
3F：→ TyrionLannis: (前者阵列，後者指标)背後的机制大概是什麽，是类似 12/08 09:52
int i =
0;
auto vi = i;
// auto deduced to int, vi's type is int
auto& ri = i;
// auto deduced to int, ri's type is int&
auto pi = &i;
// auto deduced to int*, pi's type is int*
auto* pi2 = &i;
// auto deduced to int, pi2's type is int*
auto 是起到占位的作用, 占的部分由编译器帮你推导型别, 由於
auto& 占的部分变少, 所以不管
auto 的部分编译器怎麽填, 最後
物件的型别还是参考. 但是 array 并不像其他内建型别一样可以当
左值:
int array[
5];
int other_array[
10];
array = other_array;
// error
auto pa = array;
// auto deduced to int*, pa's type is int*
auto& ra = array;
// auto deduced to int[5], ra's type is int(&)[5]
所以当你单纯想用
auto 来接阵列时, 会发生 array-to-pointer
转换, 对型别为 T[N] 的阵列 A 而言, 得到的值会是 &A[
0], 型别
则是 T*
(T 可能包含 const)
4F：推 TyrionLannis: ?另外如果算是C++新手太钻这些点会不会没什麽帮助QQ 12/08 09:57
不会, 需要钻的东西太多了
5F：→ sarafciel: 原PO你先把C++的reference搞懂吧 12/08 10:08
可以用
C++ Insights 来看 range-based for 展开的模样:
link: https://cppinsights.io
※ 编辑: poyenc (123.193.76.85), 12/10/2018 01:52:22