C++11 新特性

目前用到过的C++11新特性主要分为以下四个方面：

1. “语法糖”： auto自动类型推导，初始化列表, lambda表达式等。
2. 右值引用和移动语义
3. 智能指针
4. C++11多线程编程：thread库

“语法糖”

auto自动类型推导

C语言也有auto关键字，但是其含义只是与static变量做一个区分，一个变量不指定的话默认就是auto。因为很少有人去用这个东西，所以在C++11中就把原有的auto功能给废弃掉了，而变成了现在的自动类型推导关键字。用法很简单不多赘述，比如写一个auto a = 3, 编译器就会自动推导a的类型为int. 在遍历某些STL容器的时候，不用去声明那些迭代器的类型，也不用去使用typedef就能很简洁的实现遍历了。

auto的使用有以下两点必须注意：

1. auto声明的变量必须要初始化，否则编译器不能判断变量的类型。auto不能被声明为返回值，auto不能作为形参，auto不能被修饰为模板参数。
2. 关于效率:auto实际上实在编译时对变量进行了类型推导，所以不会对程序的运行效率造成不良影响。另外，auto并不会影响编译速度，因为编译时本来也要右侧推导然后判断与左侧是否匹配。

lambda表达式

lambda表达式是匿名函数，可以认为是一个可执行体functor，语法规则为[捕获区](参数区){代码区};如：

auto add = [](int a, int b) {return a + b};

就我的理解而言，捕获的意思即为将一些变量展开使得为lambda内部可见，具体方式有如下几种

[a,&b] 其中 a 以复制捕获而 b 以引用捕获。
[this] 以引用捕获当前对象（ *this ）
[&] 以引用捕获所有用于 lambda 体内的自动变量，并以引用捕获当前对象，若存在
[=] 以复制捕获所有用于 lambda 体内的自动变量，并以引用捕获当前对象，若存在
[] 不捕获，大部分情况下不捕获就可以了

lambda一般使用场景为：sort等自定义比较函数、用thread起简单的线程。

右值引用与移动语义

右值引用

右值引用是C++11新特性，它实现了转移语义和完美转发，主要目的有两个方面

1. 消除两个对象交互时不必要的对象拷贝，节省运算存储资源，提高效率。
2. 能够更简洁明确地定义泛型函数。

C++中的变量要么是左值、要么是右值。通俗的左值定义指的是非临时变量，而左值指的是临时对象。左值引用的符号是一个&，右值引用是两个&&。

移动语义

转移语义可以将资源(堆、系统对象等)从一个对象转移到另一个对象，这样可以减少不必要的临时对象的创建、拷贝及销毁。移动语义与拷贝语义是相对的，可以类比文件的剪切和拷贝。在现有的C++机制中，自定义的类要实现转移语义，需要定义移动构造函数，还可以定义转移赋值操作符。

以string类的移动构造函数为例：

MyString(MyString&& str) {
    std::cout << "Move Ctor source from " << str._data << endl;
    _len = str._len;
    _data = str._data;
    str._len = 0;
    str._data = NULL;
}

和拷贝构造函数类似，有几点需要注意：

1. 参数(右值)的符号必须是&&
2. 参数(右值)不可以是常量，因为我们需要修改右值
3. 参数(右值)的资源链接和标记必须修改，否则，右值的析构函数就会释放资源。转移到新对象的资源也就无效了。

标准库函数std::move 可以将左值变成一个右值。

编译器只对右值引用才能调用移动构造函数，那么如果已知一个命名对象不再被使用，此时仍然想调用它的移动构造函数，也就是把一个左值引用当做右值引用来使用，该怎么做呢？用std::move，这个函数以非常简单的方式将左值引用转换为右值引用。

智能指针

核心思想：为防止内存泄露等问题，用一个对象来管理野指针，使得在该对象构造时获得该指针管理权，析构时自动释放(delete).
基于此思想C++98提供了第一个智能指针：auto_ptr。

auto_ptr基于所有权转移的语义，即将一个就的auto_ptr赋值给另外一个新的auto_ptr时，旧的那一个就不再拥有该指针的控制权（内部指针被赋值为null),那么这就会带来一些根本性的破绽：

1. 函数参数传递时，会有隐式的赋值，那么原来的auto_ptr自动失去了控制权。
2. 自我赋值时，会将自己内部指针赋值为null，造成bug。

因为auto_ptr的各种bug，C++11标准基本废弃了这种类型的智能指针，转而带来了三种全新的智能指针：

1. shared_ptr，基于引用计数的智能指针，会统计当前有多少个对象同时拥有该内部指针；当引用计数降为0时，自动释放。
2. weak_ptr，基于引用计数的智能指针在面对循环引用的问题将无能为力，因此C++11还引入weak_ptr与之配套使用，weak_ptr只引用，不计数。
3. unique_ptr，遵循独占语义的智能指针，在任何时间点，资源智能唯一地被一个unique_ptr所占有，当其离开作用域时自动析构。资源所有权的转移只能通过std::move()而不能通过赋值。

这里给出一个shared_ptr的简单实现：

class Counter {
    friend class SmartPointPro;
public:
    Counter(){
        ptr = NULL;
        cnt = 0;
    }
    Counter(Object* p){
        ptr = p;
        cnt = 1;
    }
    ~Counter(){
        delete ptr;
    }

private:
    Object* ptr;
    int cnt;
};

class SmartPointPro {
public:
    SmartPointerPro(Object* p){
        ptr_counter = new Counter(p);
    }
    SmartPointerPro(const SmartPointerPro &sp){
        ptr_counter = sp.ptr_counter;
        ++ptr_counter->cnt;
    }
    SmartPointerPro& operator=(const SmartPointerPro &sp){
        ++sp.ptr_counter->cnt;
        --ptr_counter.cnt;
        if(ptr_counter.cnt == 0)
            delete ptr_counter;
        ptr_counter = sp.ptr_counter;
    }
    ~SmartPointerPro(){
        --ptr_counter->cnt;
        if(ptr_counter.cnt == 0)
            delete ptr_counter;
    }
private:
    Counter *ptr_counter;
};

需要记住的事，在以下三种情况下会引起引用计数的变更：

1. 调用构造函数时： SmartPointer p(new Object());
2. 赋值构造函数时： SmartPointer p(const SmartPointer &p);
3. 赋值时：SmartPointer p1(new Object()); SmartPointer p2 = p1;

C++11多线程编程

std::thread可以和普通函数和lambda表达式搭配使用。它还允许向线程执行函数传递任意多参数。

#include 
void func() {
 // do some work here
}
int main() {
   std::thread thr(func);
   t.join();
   return 0;
} 

上面就是一个最简单的使用std::thread的例子，函数func()在新起的线程中执行。调用join()函数是为了阻塞主线程，直到这个新起的线程执行完毕。线程函数的返回值都会被忽略，但线程函数可以接受任意数目的输入参数。

std::thread的其他成员函数：

1. joinable():判断线程对象是否可以join,当线程对象被析构的时候如果对象``joinable()==true会导致std::terminate`被调用。
2. join(): 阻塞当前进程(通常是主线程)，等待创建的新线程执行完毕被操作系统回收。
3. detach(): 将线程分离，从此线程对象受操作系统管辖。

除了std::thread的成员函数外，在std::this_thread命名空间也定义了一系列函数用于管理当前线程：

get_id:返回当前线程的id
yield:告知调度器运行其他线程，可用于当前处于繁忙的等待状态。相当于主动让出剩下的执行时间，具体的调度算法取决于实现
sleep_for:指定的一段时间内停止当前线程的执行
sleep_until:停止当前线程的执行直到指定的时间点