C++第四十一弹---C++11新特性深度解析：让你的代码更现代、更高效(上)

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目录

1. C++11简介

2. 统一的列表初始化

2.1 ｛｝初始化

2.2 std::initializer_list

3. 声明

3.1 auto

3.2 decltype

3.3 nullptr

3.4 STL中一些变化

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1. C++11简介

阶段	内容
C with classes	类及派生类、公有和私有成员、类的构造和析构、友元、内联函数、赋值运算符 重载等
C++1.0	添加虚函数概念，函数和运算符重载，引用、常量等
C++2.0	更加完善支持面向对象，新增保护成员、多重继承、对象的初始化、抽象类、静 态成员以及const成员函数
C++3.0	进一步完善，引入模板，解决多重继承产生的二义性问题和相应构造和析构的处 理
C++98	C++标准第一个版本，绝大多数编译器都支持，得到了国际标准化组织(ISO)和美 国标准化协会认可，以模板方式重写C++标准库，引入了STL(标准模板库)
C++03	C++标准第二个版本，语言特性无大改变，主要：修订错误、减少多异性
C++05	C++标准委员会发布了一份计数报告(Technical Report，TR1)，正式更名 C++0x，即：计划在本世纪第一个10年的某个时间发布
C++11	增加了许多特性，使得C++更像一种新语言，比如：正则表达式、基于范围for循 环、auto关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等
C++14	对C++11的扩展，主要是修复C++11中漏洞以及改进，比如：泛型的lambda表 达式，auto的返回值类型推导，二进制字面常量等
C++17	在C++11上做了一些小幅改进，增加了19个新特性，比如：static_assert()的文 本信息可选，Fold表达式用于可变的模板，if和switch语句中的初始化器等
C++20	自C++11以来最大的发行版，引入了许多新的特性，比如：模块(Modules)、协 程(Coroutines)、范围(Ranges)、概念(Constraints)等重大特性，还有对已有 特性的更新：比如Lambda支持模板、范围for支持初始化等
C++23	制定ing

在2003年C++标准委员会曾经提交了一份技术勘误表(简称TC1)，使得C++03这个名字已经取代了C++98称为C++11之前的最新C++标准名称。不过由于C++03(TC1)主要是对C++98标准中的漏洞进行修复，语言的核心部分则没有改动，因此人们习惯性的把两个标准合并称为C++98/03标准。从C++0x到C++11，C++标准10年磨一剑，第二个真正意义上的标准珊珊来迟。相比于C++98/03，C++11则带来了数量可观的变化，其中包含了约140个新特性，以及对C++03标准中
约600个缺陷的修正，这使得C++11更像是从C++98/03中孕育出的一种新语言。相比较而言，
C++11能更好地用于系统开发和库开发、语法更加泛华和简单化、更加稳定和安全，不仅功能更
强大，而且能提升程序员的开发效率，公司实际项目开发中也用得比较多，所以我们要作为一个
重点去学习。C++11增加的语法特性非常篇幅非常多，我们这里没办法一 一讲解，所以本节课程
主要讲解实际中比较实用的语法。

C++11官网https://en.cppreference.com/w/cpp/11小故事：

1998年是C++标准委员会成立的第一年，本来计划以后每5年视实际需要更新一次标准，C++国际标准委员会在研究C++ 03的下一个版本的时候，一开始计划是2007年发布，所以最初这个标准叫C++ 07。但是到06年的时候，官方觉得2007年肯定完不成C++ 07，而且官方觉得2008年可能也完不成。最后干脆叫C++ 0x。x的意思是不知道到底能在07还是08还是09年完成。结果2010年的时候也没完成，最后在2011年终于完成了C++标准。所以最终定名为C++11。

2. 统一的列表初始化

2.1 ｛｝初始化

在C++98中，标准允许使用花括号{}对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。比如：

// 1、{}初始化struct Point{int _x;int _y;};int main(){// C语言中支持数组使用{}花括号初始化int array1[] = { 1,2,3,4,5 };int array2[5] = { 0 };int array3[5]{ 0 };// 可以不加=// C语言中结构体支持使用{}初始化Point p = { 1,2 };return 0;}

测试结果 

C++11扩大了用大括号括起的列表(初始化列表)的使用范围，使其可用于所有的内置类型和用户自
定义的类型，使用初始化列表时，可添加等号(=)，也可不添加。

代码演示

struct Point{int _x;int _y;};int main(){int x1 = 1;int x2{ 2 };int array1[]{ 1, 2, 3, 4, 5 };int array2[5]{ 0 };Point p{ 1, 2 };// C++11中列表初始化也可以适用于new表达式中int* pa = new int[4] { 0 };return 0;}

测试结果 

创建对象时也可以使用列表初始化方式调用构造函数初始化。

代码演示

class Date{public:Date(int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _day(day){cout << "Date(int year, int month, int day)" << endl;}private:int _year;int _month;int _day;};int main(){Date d1(2022, 1, 1); // C++11之前，旧的方式// C++11支持的列表初始化，这里会调用构造函数初始化Date d2{ 2022, 1, 2 };Date d3 = { 2022, 1, 3 };return 0;}

测试结果 

2.2 std::initializer_list

std::initializer_list的介绍文档：

initializer_list文档https://cplusplus.com/reference/initializer_list/initializer_list/

std::initializer_list是什么类型：

代码演示

int main(){    auto il = { 1,2,3 };    initializer_list<int> il2 = { 4,5,6 };    cout << typeid(il).name() << endl;    return 0;}

测试结果 

std::initializer_list使用场景：
std::initializer_list一般是作为构造函数的参数，C++11对STL中的不少容器就增加std::initializer_list作为参数的构造函数，这样初始化容器对象就更方便了。也可以作为operator=的参数，这样就可以用大括号赋值。

代码演示

int main(){vector<int> v1(10,1);// 构造vector<int> v2({ 1,2,3,4,5 });// initializer_listvector<int> v3 = { 1,3,5,7,9 };vector<int> v4{ 2,4,6,8,10 };pair<string, string> kv1("insert","插入");pair<string, string> kv2("left", "左边");map<string, string> dict1 = { kv1,kv2 };// 1、pair多参数隐式类型转换// 2、initializer_list构造map<string, string> dict = { {"right","右边"},{"string","字符串"} };return 0;}

测试结果 

3. 声明

c++11提供了多种简化声明的方式，尤其是在使用模板时。

3.1 auto

在C++98中auto是一个存储类型的说明符，表明变量是局部自动存储类型，但是局部域中定义局部的变量默认就是自动存储类型，所以auto就没什么价值了。C++11中废弃auto原来的用法，将其用于实现自动类型推断。这样要求必须进行显示初始化，让编译器将定义对象的类型设置为初始化值的类型。

代码演示

int main(){int i = 10;auto p = &i;// 函数指针，将函数地址传给pfauto pf = strcpy;cout << typeid(p).name() << endl;cout << typeid(pf).name() << endl;map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };// map<string, string>::iterator it = dict.begin();// 原本类型如上，很长，使用auto可以自动推导类型，且很短auto it = dict.begin();return 0;}

测试结果 

注意：auto有一个缺陷，当使用auto为函数的返回类型时，代码可读性不强，因为函数内部可能嵌套了很多函数。

auto func1(){list<int> lt;auto ret = lt.begin();// ret为链表迭代器的第一个位置，不能够快速确定返回类型是什么return ret;}

 如上代码，只使用了一个函数就很难确定func1函数的返回类型是什么。

3.2 decltype

关键字decltype将变量的类型声明为表达式指定的类型。

代码演示

template<class T>class B{public:T* New(int n){return new T[n];}};auto func1(){list<int> lt;auto ret = lt.begin();// ret为链表迭代器的第一个位置，不能够快速确定返回类型是什么return ret;}int main(){list<int>::iterator it;// typeid推出是一个单纯的字符串cout << typeid(it).name() << endl; 不能用来定义对象//typeid(it).name() it1;// 可以用来定义对象decltype(it) it2;cout << typeid(it2).name() << endl;auto it3 = it2;cout << typeid(it3).name() << endl;    // 不知道func1函数返回什么类型，但是可以通过返回的类型实例化对象auto ret = func1();B<decltype(ret)> bb1;map<string, string> dict = { {"string","字符串"},{"left","左边"} };auto it4 = dict.begin();B<decltype(it4)> bb2;// 与上面代码实例化类型一样，但是长度更长B<std::map<std::string, std::string>::iterator> bb3;return 0;}

测试结果 

3.3 nullptr

由于C++中NULL被定义成字面量0，这样就可能回带来一些问题，因为0既能指针常量，又能表示
整形常量。所以出于清晰和安全的角度考虑，C++11中新增了nullptr，用于表示空指针。

#ifndef NULL    #ifdef __cplusplus        #define NULL 0    #else        #define NULL ((void *)0)    #endif#endif

3.4 STL中一些变化

新容器

用橘色圈起来是C++11中的一些几个新容器，但是实际最有用的是unordered_map和
unordered_set。这两个我们前面已经进行了非常详细的讲解，其他的uu了解一下即可。

容器中的一些新方法

如果我们再细细去看会发现基本每个容器中都增加了一些C++11的方法，但是其实很多都是用得
比较少的。
比如提供了cbegin和cend方法返回const迭代器等等，但是实际意义不大，因为begin和end也是
可以返回const迭代器的，这些都是属于锦上添花的操作。
实际上C++11更新后，容器中增加的新方法最后用的插入接口函数的右值引用版本：

但是这些接口到底意义在哪？网上都说他们能提高效率，他们是如何提高效率的？
请看下面的右值引用和移动语义章节的讲解。另外emplace还涉及模板的可变参数，也需要再继
续深入学习后面章节的知识。