使用 C++11 的"自动"是否会降低性能甚至破坏代码？

Can the use of C++11's 'auto' deteriorate performance or even break the code?

本文关键字：代码 性能 C++11 自动 是否 使用      更新时间：2023-10-16

这个问题与现有问题"使用C++11'；s'；auto'；能提高性能吗？"相反

其中一个问题的答案表明，auto的使用不仅有积极的影响，也有消极的影响。

我认为我们需要一个单独的问题，答案集中在auto的那一边。

对于auto，在变量声明+初始化行没有转换。但是，如果无论如何都必须进行这样的转换，那么在初始化期间最好进行一次，而不是以后多次。

struct X {
    ...
};
struct Y {
    operator X() const;
    ...
};
Y foo(); // maybe, originally its return type was X but later was changed to Y
void bar(const X& );
const auto x = foo();           // <-- conversion not happening here
                                //
for ( int i = 0; i < 100; ++i ) //
    bar(x);                     // <-- silently rages here

当auto与懒惰评估相结合时，这种延迟转换可能会破坏代码（现实世界中的示例1、示例2）：

class Matrix { ... };
class MatrixExpression {
    ...
    operator Matrix() const;
};
MatrixExpression operator+(const Matrix& a, const Matrix& b);
std::ostream& operator(std::ostream& out, const Matrix& m);
Matrix a = ...;
Matrix b = ...;
auto c = a + b; // evaluation of the matrix addition doesn't happen here
a[0][0] += 1;
std::cout << c; // matrix addition is evaluated here, using the new state of 'a'

您的问题标题指定了"性能"。

auto是一个编译时构造，它允许用推导的类型替换自己。它的使用不会产生不同的机器指令，就像你手写了它推导出的字体名称一样。

问题是，在管理性能时，类型规范和类型转换通常是至关重要的，而auto可能会隐藏这一点，导致程序员说出与他们预期不同的东西：

std::vector<std::array<BigStruct, 10000>>& f();
auto va = f();  // copy
for (auto v: va) {  // copies
    // ...
}

如果程序员写过：

std::vector<std::array<BigStruct, 10000>> va = f();

或

for (std::array<BigStruct, 10000> v : va)

他们会意识到他们是通过价值来指定的。但std::array<BigStruct, 10000>是auto在这里推导的，在这些情况下，它可以通过值来转换。

人们放松了警惕，忘记了auto推导出类型，它不包括裁判资格。

auto& va = f();  // reference
for (auto& v : va) {  // references

这里有一个性能影响，但它不是由auto引起的——它是（意外）显式指定副本的副作用。

auto不是指the same as this，而是指an instance of this。

auto va = f();   // an instance-of what f returns, thus a copy.
auto& va = f();  // a reference to an instance-of, thus by reference.

无论何时使用支持初始化，auto对所有类型声明的盲搜索和替换都可能令人头疼：

class Point
{
public:
    Point (int x1, int y1) { x = x1; y = y1; }
private:
    int x, y;
};      
int main() 
{
    Point p{5, 6};
    auto q{5, 6}; // Error. Uniform initialization is not REALLY uniform
}

变量p的第一个声明被正确地推导为对接受两个整数的构造函数的调用。但是auto变量q搜索需要std:：initializer_list <int>的构造函数，因此无法编译。

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