C++11 新特性总结

类型推导

auto & decltype

• auto：让编译器在编译器就推导出变量的类型，可以通过=右边的类型推导出变量的类型。

auto a = 10; // 10是int型，可以自动推导出a是int

• decltype：相对于auto用于推导变量类型，而decltype则用于推导表达式类型，这里只用于编译器分析表达式的类型，表达式实际不会进行运算。

cont int &i = 1;
int a = 2;
decltype(i) b = 2; // b是const int&

        简单总结：auto用于推导变量类型，而decltype则用于推导表达式类型 

auto

• auto的使用必须马上初始化，否则无法推导出类型
• auto在一行定义多个变量时，各个变量的推导不能产生二义性，否则编译失败

• auto不能用作函数参数
• 在类中auto不能用作非静态成员变量

• auto不能定义数组，可以定义指针
• auto无法推导出模板参数

 

 decltype

对于decltype(exp)有

• exp是表达式，decltype(exp)和exp类型相同
• exp是函数调用，decltype(exp)和函数返回值类型相同

• 其它情况，若exp是左值，decltype(exp)是exp类型的左值引用

左值右值 

概念1：

左值：可以放到等号左边的东西叫左值。

右值：不可以放到等号左边的东西就叫右值。

概念2：

左值：可以取地址并且有名字的东西就是左值。

右值：不能取地址的没有名字的东西就是右值。

int a = b + c; 

        a是左值，a有变量名，也可以取地址，可以放到等号左边, 表达式b+c的返回值是右值，没有名字且不能取地址，&(b+c)不能通过编译，而且也不能放到等号左边。

int a = 4; // a是左值，4作为普通字面量是右值

左值一般有：

• 函数名和变量名
• 返回左值引用的函数调用
• 前置自增自减表达式++i、--i
• 由赋值表达式或赋值运算符连接的表达式(a=b, a += b等)
• 解引用表达式*p

 

纯右值

        运算表达式产生的临时变量、不和对象关联的原始字面量、非引用返回的临时变量、lambda表达式等都是纯右值。

• 除字符串字面值外的字面值
• 返回非引用类型的函数调用
• 后置自增自减表达式i++、i--
• 算术表达式(a+b, a*b, a&&b, a==b等)
• 取地址表达式等(&a)

将亡值

        将亡值是指C++11新增的和右值引用相关的表达式，通常指将要被移动的对象、T&&函数的返回值、std::move函数的返回值、转换为T&&类型转换函数的返回值，将亡值可以理解为即将要销毁的值，通过“盗取”其它变量内存空间方式获取的值，在确保其它变量不再被使用或者即将被销毁时，可以避免内存空间的释放和分配，延长变量值的生命周期，常用来完成移动构造或者移动赋值的特殊任务。

 左值引用、右值引用

        左值引用就是对左值进行引用的类型，右值引用就是对右值进行引用的类型，他们都是引用，都是对象的一个别名，并不拥有所绑定对象的堆存，所以都必须立即初始化。

type &name = exp; // 左值引用
type &&name = exp; // 右值引用

 深拷贝、浅拷贝

浅拷贝

• 对于基本数据类型的成员变量，浅拷贝直接进行值传递，也就是将属性值复制了一份给新的成员变量
• 对于引用数据类型的成员变量，比如成员变量是数组、某个类的对象等，浅拷贝就是引用的传递，也就是将成员变量的引用（内存地址）复制了一份给新的成员变量，他们指向的是同一个事例。在一个对象修改成员变量的值，会影响到另一个对象中成员变量的值。

深拷贝

• 对于基本数据类型，深拷贝复制所有基本数据类型的成员变量的值
• 对于引用数据类型的成员变量，深拷贝申请新的存储空间，并复制该引用对象所引用的对象，也就是将整个对象复制下来。所以在一个对象修改成员变量的值，不会影响到另一个对象成员变量的值。

  注意：

      a和b的data_指针指向了同一块内存，这就是浅拷贝，只是数据的简单赋值，那再析构时data_内存会被释放两次，导致程序出问题。

移动语义 

        拷贝是对于别人的资源，自己重新分配一块内存存储复制过来的资源，而对于移动语义，类似于转让或者资源窃取的意思，对于那块资源，转为自己所拥有，别人不再拥有也不会再使用

        注意：移动语义仅针对于那些实现了移动构造函数的类的对象，对于那种基本类型int、float等没有任何优化作用，还是会拷贝，因为它们实现没有对应的移动构造函数。

        通过std::move()实现，移动语义可以避免很多无用的拷贝，提供程序性能，C++所有的STL都实现了移动语义

完美转发 

        完美转发指可以写一个接受任意实参的函数模板，并转发到其它函数，目标函数会收到与转发函数完全相同的实参，转发函数实参是左值那目标函数实参也是左值，转发函数实参是右值那目标函数实参也是右值。

        通过std::forward()实现。

列表初始化

        直接在变量名后面加上初始化列表来进行对象的初始化。

        使用初始化列表少了一次调用默认构造函数的过程，这对于数据密集型的类来说，是非常高效的

以下几种情况时必须使用初始化列表

1.常量成员，因为常量只能初始化不能赋值，所以必须放在初始化列表里面
2.引用类型，引用必须在定义的时候初始化，并且不能重新赋值，所以也要写在初始化列表里面
3. 没有默认构造函数的类类型，因为使用初始化列表可以不必调用默认构造函数来初始化，而是直接调用拷贝构造函数初始化
 

lambda表达式 

        定义了一个匿名函数，可以捕获一定范围的变量在函数内部使用

auto func = [capture] (params) opt -> ret { func_body; };

        其中func是可以当作lambda表达式的名字，作为一个函数使用，capture是捕获列表，params是参数表，opt是函数选项(mutable之类)， ret是返回值类型，func_body是函数体。

一个完整的lambda表达式：

auto func1 = [](int a) -> int { return a + 1; };
auto func2 = [](int a) { return a + 2; };
cout << func1(1) << " " << func2(2) << endl;

如上代码，很多时候lambda表达式返回值是很明显的，c++11允许省略表达式的返回值定义。

lambda表达式允许捕获一定范围内的变量：

• []不捕获任何变量
• [&]引用捕获，捕获外部作用域所有变量，在函数体内当作引用使用

• [=]值捕获，捕获外部作用域所有变量，在函数内内有个副本使用
• [=, &a]值捕获外部作用域所有变量，按引用捕获a变量

• [a]只值捕获a变量，不捕获其它变量
• [this]捕获当前类中的this指针

lambda表达式示例代码：

int a = 0;
auto f1 = [=](){ return a; }; // 值捕获a
cout << f1() << endl;

auto f2 = [=]() { return a++; }; // 修改按值捕获的外部变量，error
auto f3 = [=]() mutable { return a++; };

        代码中的f2是编译不过的，因为我们修改了按值捕获的外部变量，其实lambda表达式就相当于是一个仿函数，仿函数是一个有operator()成员函数的类对象，这个operator()默认是const的，所以不能修改成员变量，而加了mutable，就是去掉const属性。

智能指针 

c++11引入了三种智能指针：

• std::shared_ptr
• std::weak_ptr
• std::unique_ptr

shared_ptr

        shared_ptr使用了引用计数，每一个shared_ptr的拷贝都指向相同的内存，每次拷贝都会触发引用计数+1，每次生命周期结束析构的时候引用计数-1，在最后一个shared_ptr析构的时候，内存才会释放。

• 不要用一个裸指针初始化多个shared_ptr，会出现double_free导致程序崩溃

• 通过shared_from_this()返回this指针，不要把this指针作为shared_ptr返回出来，因为this指针本质就是裸指针，通过this返回可能 会导致重复析构，不能把this指针交给智能指针管理。

• 尽量使用make_shared，少用new。

• 不要delete get()返回来的裸指针。

• 不是new出来的空间要自定义删除器。

• 要避免循环引用，循环引用导致内存永远不会被释放，造成内存泄漏。

weak_ptr 

        weak_ptr是用来监视shared_ptr的生命周期，它不管理shared_ptr内部的指针，它的拷贝的析构都不会影响引用计数，纯粹是作为一个旁观者监视shared_ptr中管理的资源是否存在，可以用来返回this指针和解决循环引用问题。

• 作用1：返回this指针，上面介绍的shared_from_this()其实就是通过weak_ptr返回的this指针

• 作用2：解决循环引用问题。

unique_ptr 

        std::unique_ptr是一个独占型的智能指针，它不允许其它智能指针共享其内部指针，也不允许unique_ptr的拷贝和赋值。使用方法和shared_ptr类似，区别是不可以拷贝：

nullptr

         nullptr并非整型类别，甚至也不是指针类型，但是能转换成任意指针类型。nullptr的实际类型是std:nullptr_t。

        NULL本质上是个int型的0，其实不是个指针

final & override 

        final用于修饰一个类，表示禁止该类进一步派生和虚函数的进一步重载，override用于修饰派生类中的成员函数，标明该函数重写了基类函数，如果一个函数声明了override但父类却没有这个虚函数，编译报错，使用override关键字可以避免开发者在重写基类函数时无意产生的错误。

default 

        多数时候用于声明构造函数为默认构造函数，如果类中有了自定义的构造函数，编译器就不会隐式生成默认构造函数

delete 

        std::unique_ptr就是通过delete修饰来禁止对象的拷贝的

explicit 

        explicit专用于修饰构造函数，表示只能显式构造，不可以被隐式转换

const 

        const字面意思为只读，可用于定义变量，表示变量是只读的，不可以更改