Learning C++ No.28 【C++11语法实战】

引言：

北京时间：2023/6/5/9:25，今天8点45分起床，一种怎么都睡不够的感觉，特别是周末，但是如果按照我以前的睡觉时间来看，妥妥的是多睡了好久好久，并且昨天也睡了一天，哈哈哈，睡觉这方面，真的睡能比我强，昨天是实训课，课程内容主要就是做一些C语言二级的题目，虽然还没开始上什么实训课的时候，我就知道这个课肯定是划水，但是没想到可以这么划，So，接下来4天都每课，我们一定要实现日更，这个星期坚持更文6篇，将周榜名次给抢回来，步入正题，今天就让我们一起学习一下有关C++11的内容吧！具体内容也就是C++11的入门基础知识，当然重点在于有关右值引用相关知识，并且当我们将C++11学习的差不多，我们就需要暂停C++的学习，转而投向系统编程的知识啦！

什么是C++11

我刚开始的时候，对什么是C++11也存在一定的疑问，只知道它是2011年发布的一个C++新版本，但我的理解是C++11不还是C++吗？和以前学习的有什么不一样呢？语法不还是一样的吗？为什么需要去学习这个呢？那此时我只能用一个经典名言来形容一下我的感受了，在日落黄昏之时，你远看，你以为你看到的是山，但是它可能是山，也可能不是山，具体它到底是山不是山，只有你来到近处，才能判断，到底该山是山还是川，突临近处，你近看此山，觉，此山非彼山，此山似金山，又似银山，摇头曰，荆棘之山也，山矗眼前，安知此山像从前， 欲从此山登仙境，必先上山后下山，充分表明，对一个事物想要知道其是真是假，我们首先要做的就是实践，只有当你实践完之后，你才有下结论的依据，最终这个事物到底是怎样的，你就必须充分的去了解它，方可答心之所惑，在继C++98之后，学习C++11也是如此，没有学习C++11之前，谁都不知道它和C++98有什么不同，只有当你了解过或者学习完了，你才能猜想或者断定，C++11是什么，所以目前在我看来，我认为C++11就是在C++98的基础上增添了更多的语法，更多的容器，更多的优化，具体详情，如下文所示：当然感兴趣的同学，可以直接看C++官方文档，C++官方文档

支持使用｛｝初始化

在C++11增添的语法中，其中就包括了使用大括号 "{}" 进行各种类型变量的初始化，此时有的同学就会好奇，在C语言中不就已经支持使用大括号初始化变量了吗？更何况C++11，这个不是原来就有的语法吗？如下就是C语言中使用大括号初始化变量的经典代码：

此时我们如图可以发现，在C语言中，大括号初始化变量的语法一直都是存在的，并且不仅可以直接初始化数组，而且可以初始化结构体，那么C++11中的大括号初始化变量和此时有什么区别呢？ 原来是C++11扩大了大括号初始化变量的使用范围，让大括号不仅可以初始化数组和结构体，还可以初始化所有的内置类型和各种容器的自定义类型 ，如下图所示：

并且C++11在这个扩大初始化变量范围的基础上，此时它还允许你在初始化过程中将赋值符号给省略，如下图所示：

以上就是所有有关C++11中使用大括号去初始化内置类型和自定义类型的表面使用原理和使用语法，具体是如何实现，还得看我来给你们细细讲解，如下：首先我们要明白两个概念，在C++11看来，每一个大括号 "{}" 中的内容，也就是我们用逗号隔开的数据，我们称之为 初始值列表 ，而我们在使用具体的初始值列表去初始化对应的变量时，我们利用的是 列表初始化 的特性，也就是说，C++11之所以可以使用大括号对各种类型变量进行初始化的原因就是因为我们可以使用对应初始值列表中的数据，根据列表初始化的特性，最终成功完成初始化，明白了这两个概念，此时想要彻底搞懂C++11中的大括号初始化就差临门一脚了，那就是 什么叫做列表初始化特性呢？ 当然显而易见，列表初始化首先一定是使用初始值列表去初始化对应的对象，但，不同类型的对象拥有不同的列表初始化方法，其中最常见的两种列表初始化方法是：直接初始化和拷贝初始化 ，那么具体什么时候使用直接初始化，什么时候使用拷贝初始化呢？这个问题，当然是由具体的对象类型说了算，具体如下：

此时我们将被大括号初始化的对象分为：1.聚合类型 2.非聚合类型，从聚合类型来看，有结构体、数组等，从非聚合类型来看，有整形、浮点型等，总的来看，可以分为是否由多个成员变量组成，如果是由多个成员变量组成，那么就是聚合类型，否则为非聚合类型，并且对于聚合类型，编译器在进行初始化时，会根据对应初始值列表中的数据个数和具体的参数个数来匹配相应对象的初始化值，并存储在相应的内存单元中，对于非聚合类型，编译器则会自动调用和该对象类型匹配的构造函数进行初始化，上述就是有关聚合类型和非聚合类型初始化时的一些方法，具体还需要通过各种场景来分析，这里不过多介绍

具体初始化场景

通过调用构造函数进行初始化：

上述日期类可以很好的调用构造函数进行初始化，那是因为日期类属于非聚合类型，因为日期类中的成员变量独立存在，那么像vector和list这些聚合类型具体如何使用大括号进行初始化呢？

vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5 };
list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5 };

上述两行代码中，大括号中的数据（初始值列表）具体是如何初始化v1和lt1对象的呢？首先如下图所示：

我们发现，此时对于大括号中的数据（初始值列表而言）它的类型是一个 initializer_list< int > 的类型，那么这个类型是个什么类型呢？如下图所示：C++网站上的使用说明

所以很简单，此时我们就知道了，begin()和end()代表的就是初始值列表中首个数据的地址和最后一个数据的后一个位置的地址，具体初始化过程，如下图所示：

当然同理，list使用大括号进行初始化是一样的，本质都是vector、list和各种容器中具有initializer_list这个类为参数的构造函数而已，如下，我们再来看看，使用大括号初始化更加经典的代码，如下图所示：

如上图所示，大括号中包含大括号的写法，可以看出，需要进行两层的初始化，先初始化内部的大括号，后初始化外部大括号，并且同理，对日期类进行初始化时，我们是直接去调用它的构造函数进行初始化，对vector初始化时，同理是去调用vector类中的initializer_list参数的构造函数进行初始化，所以同理如下图所示：对于map的初始化也是一样

本质还是分为两层，一层是去调用map类中pair参数的构造函数初始化，另一层是调用map中的initializer_list参数的构造函数，具体为什么会直接去调用对应的构造函数，就是因为我们此时使用的是大括号进行初始化，所以initializer_list类的产生本质就是为了让各种容器的初始化变得更加方便

C++11中的声明

无论是之前有关C语言，还是C++98的学习，我们都知道声明相关的知识，我们可以对变量进行声明，可以对函数进行声明，可以对类进行声明，反正声明的本质就是对具体的类型先进行一次介绍，告诉编译器具体声明类型的信息及名称，并且学习声明，重点就是区分声明和定义的区别，声明只是告诉编译器类型的信息及名称，而定义则需要是为对应的类型分配内存并提供具体的代码实现，具体C++11中新增的声明如下：

1.auto
在C++11中auto的作用效果是实现自动推导类型，也就是根据变量的初始化表达式推导该变量的类型，这样可以简化代码书写，并有助于提高代码的可读性，具体如下图所示：两句代码本质没有任何区别，这也就是使用auto自动推导类型的好处

2.decltype
本质decltype的作用效果和auto是一致的，都是自动推导数据类型，那么为什么有了auto之后，还要有decltype呢？原因就是，auto只能做到推导类型，但是我们并不能获取到该类型，也就是我们只能看到对应的类型，而不能继续使用该类型去定义变量，所以在C++11中为了解决这个问题，就增加了decltype的关键字，让我们不仅可以自动推导类型，而且还可以直接使用推导出来的类型去定义变量，如下图所示：

当然decltype最大的使用场景不在于直接定义对象，而是作为容器的模板参数使用，如下图所示：

如上图所示，也就是当我们要求vector存储的类型和x*y表达式返回值类型一致时，此时使用decltype是一个非常好的选择，所以总的来看，decltype的作用就是推导对应的类型，让这个类型可以直接定义对象或者作为模板参数去实例化类

3.nullptr
谈到nullptr，这就涉及到了一个C++的bug，具体原因不知道为什么，反正当时在实现C++语法的时候，莫名其妙的就将NULL给识别成了0，而不是空指针，具体如下源码所示：

所以在C++11中为了解决空指针的这个bug，就增加了nullptr这个补丁，让C++语法拥有自己空指针，否则如果每次想要使用空指针都需要进行强制类型转换，那么非常的麻烦，当然在C++11出现之前，你想要使用空指针，你就必须进行强制类型转换，所以现在看来，我们还是比较幸福的

范围for

在之前的学习中，我们都知道，范围for的本质就是迭代器，因为只有实现了迭代器，范围for才能被使用，没有迭代器就没有范围for，并且在此之前学习的各种容器中，无论是对于迭代器的认识，还是范围for的认识我们都是非常的熟练的，此时只需要明白一点就行，就是范围for是C++11新增的一个功能，所以这里我们进行稍微的描述，具体如下代码所示：

智能指针

文章来到这里，我们就介绍一下什么是智能指针，当然此时我们只是简单介绍一下，具体有关智能指针的知识，在后面的博客中，我们会详细分析和讲解，此时只要简单明白，什么是智能指针及其优点就行，首先指针指针是C++11新增的一个功能，它是一种常用的内存管理工具，它可以自动化地分配、释放和共享对象内存空间，其次使用智能指针可以避免常见的内存管理错误，如，空指针，野指针，内存泄露等，从而提高代码的安全性、可读性、可维护性，具体使用方法： 智能指针通过对指针对象进行封装，使其行为类似于一个常规指针，也就是类似迭代器的使用方法，对STL中各种容器的遍历方式进行封装，从而达到一个抽象的普遍概念，提供了访问和遍历容器元素的统一接口，使得可以对不同类型的容器实现相同的操作（对比理解）

STL库的改变

如上图所示，我们可以看出，在C++11中新增了6个，但是本质上是4个，因为unordered_set和unordered_multiset本质没什么区别，其中序列式容器有array和forward_list，但是这两个容器增加的较为鸡肋，因为STL中已经有了vector和list两个非常实用的容器了，导致新增的array和forward_list变得非常的不常用，但是新增它们也是有一定道理的，例如，array可以很好的替代静态数组，可以更好的检查越界，拥有高效的随机访问，没有额外的动态内存管理开销等，且注意：forward_list是一个单链表，与list有一定的区别，其中最大的区别就是forward_list只有一个指针，所以更加的节省空间，并且在插入数据和删除数据的时候，更加方便，但是无论是array还是forward_list，它们的优点都还并不足以撼动vector和list的地位，所以在STL中看来，它们是比较鸡肋的，但C++11中新增的unordered_set和unordered_map是非常的有用的，因为哈希在日常生活中肯定是被普遍使用的，所以这两个容器在STL中扮演着重要角色

右值引用

上述知识只是对C++11新增的语法做一个强调，本质在之前学习C++语法的过程中，我们都是大致了解过的，所以只是进行一个简单的声明，也就是类似介绍说，这些语法已经心有所属了，它们所属的是C++11，而不是C++98，本质并没有什么太大的学习成本，当然在此处和右值引用比起来，可以等于是不怎么重要，在C++11的新增中不怎么亮眼，但是当我们要进行右值引用的学习时，这块的知识就相当的仇重要啦！因为右值引用在编码过程中是非常实用的，由于这块的知识较为复杂，并且由于我的时间安排不怎么合适，所以我们留到下篇博客再见，这里先简单介绍一下

总结：C++11也不过如此，So，So！希望右值引用也是如此，不会给我太大的负担，虽然对于右值引用我已经有了一定的认识，但是后序更加深入的知识，我并没有了解，但，还是那句话，一遍搞不定，我们就两遍，啦啦啦啦！