【C++】C++11新特性

C++11简介

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。

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列表初始化

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。

内置类型列表初始化

void TestBITypes() {
	// 内置类型变量
	int x1 = { 10 };
	int x2{ 10 };
	int x3 = 1 + 2;
	int x4 = { 1 + 2 };
	int x5{ 1 + 2 };
	// 数组
	int arr1[5]{ 1,2,3,4,5 };
	int arr2[]{ 1,2,3,4,5 };
	// 动态数组，在C++98中不支持
	int* arr3 = new int[5]{ 1,2,3,4,5 };
	// 标准容器
	vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
	map<int, int> m{ {1,1}, {2,2,},{3,3},{4,4} };
}

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自定义类型的列表初始化

单个对象的列表

void TestCustomTtype() {
	class Animal {
	public:
		Animal(const char* name, int num)
			:_name(name)
			,_num(num)
		{}
	private:
		string _name;
		int _num;
	};

	Animal a{ "小黑",1 };
}

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多个对象的列表

多个对象想要支持列表初始化，需给该类(模板类)添加一个带有initializer_list类型参数的构造函数即可

initializer_list是系统自定义的类模板，该类模板中主要有三个方法：begin()、end()迭代器以及获取区间中元素个数的方法size()

比如说对vector或者map进行初始化，可以用{}来初始化

void TestCustomTtype() {
	class Animal {
	public:
		Animal(const char* name, int age)
			:_name(name)
			,_age(age)
		{}
	private:
		string _name;
		int _age;
	};

	Animal a{ "小黑",1 };
    
    auto in = { 10,20,30 };//in的类型是initializer_list

	vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
	vector<Animal> v2 = { Animal("大黄", 2), Animal{"小白",3}, {"黑子", 4} };
	map<string, int> m = { make_pair("hello",1),{"world",2} };
}

{}包括里面的内容其实就是构造了一个initializer_list对象传给了vector和map的initializer_list构造函数，通过initializer_list中的迭代器，把对象一个个拷贝进去，完成初始化

下面就是模拟实现了一个支持initializer_list构造的vector

#include 
template<class T>
class Vector {
public:
	// ...
	Vector(initializer_list<T> l) : _capacity(l.size()), _size(0)
	{
		_array = new T[_capacity];
		for (auto e : l)
			_array[_size++] = e;
	}
	Vector<T>& operator=(initializer_list<T> l) {
		delete[] _array;
		size_t i = 0;
		for (auto e : l)
			_array[i++] = e;
		return *this;
	}
	// ...
private:
	T* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};

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声明

auto

C++11中，可以使用auto来根据变量初始化表达式类型推导变量的实际类型，可以给程序的书写提供许多方便，比如容器迭代器的推导，auto使用的前提是：必须要对auto声明的类型进行初始化

void TestAuto() {
	int i = 1;
	auto p = &i;
	auto pf = strcpy;

	cout << typeid(p).name() << endl;
	cout << typeid(pf).name() << endl;
}

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decltype

运行时，将变量的类型声明为表达式推出的类型，decltype的结果类型与表达式的类型息息相关 ，同时运行时类型识别的缺陷是降低程序运行的效率

decltype是根据表达式的实际类型推演出定义变量时所用的类型

推演表达式类型作为变量的定义类型

void TestDeclType() {	
	int a = 10;
	int b = 20;
	// 用decltype推演a+b的实际类型，作为定义c的类型
	decltype(a + b) c;
	cout << typeid(c).name() << endl;
}

推演函数返回值的类型

void* GetMemory(size_t size){
	return malloc(size);
}
int main(){
	// 如果没有带参数，推导函数的类型
	cout << typeid(decltype(GetMemory)).name() << endl;
	// 如果带参数列表，推导的是函数返回值的类型,注意：此处只是推演，不会执行函数
	cout << typeid(decltype(GetMemory(0))).name() << endl;
	return 0;
}

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默认成员函数控制

在C++中对于空类编译器会生成一些默认的成员函数，比如：构造函数、拷贝构造函数、运算符重载、析构函数和&和const&的重载、移动构造、移动拷贝构造等函数。如果在类中显式定义了，编译器将不会重新生成默认版本。有时候这样的规则可能被忘记，最常见的是声明了带参数的构造函数，必要时则需要定义不带参数的版本以实例化无参的对象。而且有时编译器会生成，有时又不生成，容易造成混乱，于是C++11让程序员可以控制是否需要编译器生成。

显式缺省函数

在C++11中，可以在默认函数定义或者声明时加上=default，从而显式的指示编译器生成该函数的默认版本，用**=default修饰的函数称为显式缺省函数**

class A{
public:
	A(int a) : _a(a)
	{}
	// 显式缺省构造函数，由编译器生成
	A() = default;
	// 在类中声明，在类外定义时让编译器生成默认赋值运算符重载
	A& operator=(const A& a);
private:
	int _a;
};
A& A::operator=(const A& a) = default;

删除默认函数

如果能想要限制某些默认函数的生成，在C++98中，是该函数设置成private，并且不给定义，这样只要其他人想要调用就会报错。在C++11中更简单，只需在该函数声明加上=delete即可，该语法指示编译器不生成对应函数的默认版本，称=delete修饰的函数为删除函数

前面的特殊类的设计中已经使用过了

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其他特性

• 范围for

• final与override

• forward_list以及unordered系列

上面的特性以前都已经使用过

下面的后续详细介绍

• 右值引用

• lambda表达式

• 智能指针

• 线程库

• 四种类型转换