为什么“auto”关键字对 C 语言中的编译器编写器有用？

据我所知，从 40+ 年的 C 编程，包括编译器工作，这个关键字在 C 中已经完全没用了 50 年。auto

为了回答您的确切问题，为什么 auto 关键字对 C 语言中的编译器编写器有用？它根本没有用;C 编译器编写器只需要将其解析为关键字，并将其语义实现为存储类说明符。

它似乎是 B 语言的遗留物，B 是 C 语言的前身，由 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 在 60 年代末和 70 年代初在贝尔实验室开发。我从未使用过 B，我怀疑 1984 年在 Inria 遇到的 Peter 也使用过。

在 C23 之前，只能用于为函数范围内的定义指定自动存储类。这是默认设置，因此是完全冗余的，只要指定了类型或其他限定符，就可以删除。没有任何需要它的情况，因此将其包含在 C 标准中仅植根于 C 语言的早期历史。autoautoauto

auto自 C++ 11 以来，一直在 C++ 中用于在变量定义中启用类型推断，无论是否具有自动存储，其中编译器从初始值设定项的类型中检测类型。

随着当前趋势推动 C 和 C++ 语言的通用子集的收敛，在 C23 中，以 C++ 语义为模型的这个关键字附加了新的语义，但受到更多限制：

6.7.1 存储类说明符

auto可能与所有其他产品一起出现，但typedef;

auto仅应出现在具有文件范围的标识符的声明说明符中，或者如果要从初始值设定项推断类型，则应与其他存储类说明符一起出现。

如果与另一个存储类说明符一起出现，或者如果它出现在文件作用域的声明中，则在确定链接的存储持续时间时将忽略它。然后，它仅指示可以推断声明的类型。auto

类型推断指定为：

6.7.9 类型推断

约束

1 推断其类型的声明应包含存储类说明符 。auto

描述

2 对于作为对象定义的这种声明，初始化声明者应具有以下形式之一

direct-declarator = 赋值表达式 direct-declarator = { 赋值表达式 } direct-declarator = { 赋值表达式
， }

声明的类型是左值、数组到指针或函数到指针转换之后的赋值表达式的类型，另外由限定符限定，并由声明说明符中出现的属性（如果有）进行修改。如果直接声明符不是表单标识符 attribute-specifier-sequence_opt（可能用平衡的括号对括起来），则行为未定义。

类型推断在 C++ 中非常有用，因为类型可能非常复杂，几乎不可能在变量定义中指定，尤其是在使用模板时。相反，在 C 语言中使用它可能会适得其反，降低代码的可读性并鼓励懒惰和容易出错的做法。将指针隐藏在 typedef 后面已经够糟糕了，现在您可以使用关键字完全隐藏它们。auto

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最后，我记得在棘手的面试测试中看到它，要求候选人找出为什么这段代码无法编译：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char word[80];
    int auto = 0;
    while (scanf("%79s", word) == 1) {
        if (!strcmp(word, "car")
        ||  !strcmp(word, "auto")
        ||  !strcmp(word, "automobile"))
            auto++;
    }
    printf("cars: %d\n", auto);
    return 0;
}

该关键字源自 B 语言，它实际上非常有用，并允许编译器将本地名称与非本地名称（用关键字标记）：autoextrn

main()
{
    extrn printf;
    auto x;
    x = 25;
    printf('%d', x);
}

当 B 语言演变为 C 语言时，它保留了高度的向后兼容性。在 B 中，基本上只有一个“单元格”类型，因此在 C 中，他们引入了类型注释作为可选功能。在 C89 及之前，用于引入本地名称的相同目的：auto

main()
{
    extern printf();
    auto x; /* type is int by default */
    x = 42;
    printf("%d", x);
}

在线编译器

在语言重点转向强制类型安全之后，对说明符的需求完全消失了，因为类型注释的存在允许区分本地名称声明。auto

作者回答：我刚刚给Van der Linden先生发了电子邮件，他是这样说的：

是的，我同意在堆栈溢出上回答的人。 我不确定，因为我从未使用过 B 语言，但在我看来，“auto”最终出现在 C 中是很有道理的，因为它在 B 中。

即使在 1980 年代我专业地使用 C 语言进行内核和编译器编程时，我也从未见过任何我记得使用“auto”的代码。

关键的一点是，auto 关键字不会添加任何额外的信息，因此是多余的和不必要的。把它带入C是一个错误！

我还要求解释一下他所说的编译器编写和符号表是什么意思。以下是他的回应：

假设您正在编写一个编译器，该编译器将 C 源代码转换为链接器对象（可以链接的目标文件）。

每当词法分析器（编译器的前端）找到构成用户定义符号的字符序列（可能是变量、函数名称、常量等）时，编译器就会将该名称存储在称为“符号表”的表中。它还将存储它所知道的关于符号的所有其他信息 - 如果它是一个变量，它将存储它的类型，如果是一个常量，它将存储值，如果是一个函数，它将注意到它可以被调用，等等。它还将存储名称的范围（已知此符号的代码行）。符号表是编译器的核心数据结构之一，其中一些被传递到目标文件中。对象文件需要知道外部代码对象可寻址的任何名称，以便链接器可以将名称的使用与存储该名称的对象相关联。

然后，当编译器遇到相同的名称时，编译器会在符号表中查看它是否已经知道该名称的所有信息。存储有关名称的有用项目之一是“编译器将为其分配存储的位置”。只要符号保持在范围内，就必须维护该存储。因此，符号表知道在运行时应该在哪里分配存储是很有用的。我举了 3 个例子，说明变量可能被存储的不同位置。“auto”关键字告诉编译器“这是一个变量，您应该将其存储在堆栈上，其作用域是声明它的函数”。

只是，编译器不需要被告知这一点，因为对于函数中声明的所有变量来说，这已经是正确的。 我希望这个解释是有道理的。

我想我完全误解了他的陈述，认为在用 C 编写编译器时，在处理符号表的代码中可能有一些用法，但似乎他的意思是没用的，但 C 编译器编写者必须处理它并理解它。 尽管如此，我还是请他确认我的错误，这确实是我的误解：autoauto

也许最好的思考方式是：

1. “auto”在 C 中没有语义效果
2. 我们认为它来自 B，但不确定。
3. 它将信息传达给为 C 代码编写编译器的人。
4. 但该信息是编译编写器拥有的其他信息的副本。
5. 因此，编译器编写者可以记下任何一条信息来更新符号表
6. 或者，他们可以检查两条信息是否一致，如果不是，则发出错误消息。

首先是 4 或 5 个存储类说明符之一：、、、、和 C11 开始。C 中的每个变量都有一个来自上述列表中的关联存储类说明符，如果未指定，则为默认值。autoautoregisterstaticextern_Thread_localauto

从用户的角度来看，由于是默认值，^{因此很少需要}指定它，可以说这样做只是噪音 - 如果通常不使用说明符，其他说明符会更加突出。auto

然而，从编译器编写者的角度来看，由于每个变量都有一个存储类说明符，因此这个概念是最重要的，设身处地为他们着想，你可以想象某个地方存在一个枚举 4 个（或 5 个）不同的说明符，每个变量声明都附加了一个枚举值。autoenum

它出现在编译器中这一事实并不要求它出现在语言中，但它确实为它提供了一个参数：规律性。无论它是否直接暴露（或是否直接暴露），这个概念都存在，并且暴露它的成本很小，所以也可能，不是吗？

¹ @BenVoigt提到，在类型由用户提供的宏中，它可能很有用，因为它可以防止用户指定另一个存储说明符，例如 static，因为编译器不会接受两个存储说明符。

C 语言中的 auto 关键字对大多数程序员来说不是很有用。但是，它对编译器编写器很有用。

符号表是一种数据结构，编译器使用它来跟踪程序中的所有变量和函数。当编译器看到自动声明时，它知道变量将在堆栈上分配。这意味着编译器可以优化该变量的代码，例如避免将其存储在寄存器中。

例如，请考虑以下函数：

void soso(int x) {
  int y = x * 2;
  // The compiler could optimize this code if it knew that y was allocated on the stack.
  int z = y + 3;
}

如果编译器知道 y 是在堆栈上分配的，则可以避免将 y 存储在寄存器中。这将节省内存并提高函数的性能。

当然，auto 关键字并不总是提高编译器生成代码性能所必需的。但是，对于想要优化代码的编译器编写者来说，它可能是一个有用的工具。

以下是有关 auto 关键字的一些其他详细信息：

auto 关键字在 C 中不是必需的。编译器将自动假定在函数中声明的任何变量都已在堆栈上分配。 auto 关键字可用于在函数外部声明变量。但是，不建议这样做，因为它会使代码更难阅读和理解。 auto 关键字并非在所有 C 编译器中都可用。某些编译器可能仅在某些情况下支持它。