C++11 新特新 总结

1. nullptr

nullptr 出现的目的是为了替代 NULL。

在某种意义上来说，传统 C++ 会把 NULL、0 视为同一种东西

C++ 不允许直接将 void * 隐式转换到其他类型，但如果 NULL 被定义为 ((void*)0)，那么当编译char *ch = NULL;时，NULL 只好被定义为 0。

这时就会导致了 C++ 中重载特性会发生混乱，考虑：

void foo(char *);
void foo(int);
对于这两个函数来说，如果 NULL 又被定义为了 0 那么 foo(NULL); 这个语句将会去调用 foo(int)，从而导致代码违反直观。

为了解决这个问题，C++11 引入了 nullptr 关键字，专门用来区分空指针、0。

nullptr 的类型为 nullptr_t，能够隐式的转换为任何指针或成员指针的类型，也能和他们进行相等或者不等的比较。

当需要使用 NULL 时候，养成直接使用 nullptr的习惯。

2. auto

使用 auto 进行类型推导的一个最为常见而且显著的例子就是迭代器。举一个迭代器的例子

for(auto itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr);

然后需要注意的一点就是auto 不能用于函数传参，

 

3. 新增容器

std::array

std::array 保存在栈内存中，相比堆内存中的 std::vector，我们能够灵活的访问这里面的元素，从而获得更高的性能。

std::array 会在编译时创建一个固定大小的数组，std::array 不能够被隐式的转换成指针，使用 std::array只需指定其类型和大小即可：

std::array arr= {1,2,3,4};

int len = 4;
std::array arr = {1,2,3,4}; // 非法, 数组大小参数必须是常量表达式
当我们开始用上了 std::array 时，难免会遇到要将其兼容 C 风格的接口，这里有三种做法：

void foo(int *p, int len) {
    return;
}

std::array arr = {1,2,3,4};

// C 风格接口传参
// foo(arr, arr.size());           // 非法, 无法隐式转换
foo(&arr[0], arr.size());
foo(arr.data(), arr.size());

// 使用 `std::sort`
std::sort(arr.begin(), arr.end());
std::forward_list

std::forward_list 是一个列表容器，使用方法和 std::list 基本类似。 
和 std::list 的双向链表的实现不同，std::forward_list 使用单向链表进行实现，提供了 O(1) 复杂度的元素插入，不支持快速随机访问（这也是链表的特点），也是标准库容器中唯一一个不提供 size() 方法的容器。当不需要双向迭代时，具有比 std::list 更高的空间利用率。

无序容器

C++11 引入了两组无序容器： 
std::unordered_map/std::unordered_multimap 和 std::unordered_set/std::unordered_multiset。

无序容器中的元素是不进行排序的，内部通过 Hash 表实现，插入和搜索元素的平均复杂度为 O(constant)。

元组 std::tuple

元组的使用有三个核心的函数：

std::make_tuple: 构造元组 
std::get: 获得元组某个位置的值 
std::tie: 元组拆包

4. 正则表达式

正则表达式描述了一种字符串匹配的模式。一般使用正则表达式主要是实现下面三个需求： 
1) 检查一个串是否包含某种形式的子串； 
2) 将匹配的子串替换； 
3) 从某个串中取出符合条件的子串。

C++11 提供的正则表达式库操作 std::string 对象，对模式 std::regex (本质是 std::basic_regex)进行初始化，通过 std::regex_match 进行匹配，从而产生 std::smatch （本质是 std::match_results 对象）。

5.新的智能指针类

1 智能指针的作用

      智能指针是一个类，用来存储指向动态分配对象的指针，负责自动释放动态分配的对象，防止堆内存泄漏。动态分配的资源，交给一个类对象去管理，当类对象声明周期结束时，自动调用析构函数释放资源

2 智能指针的种类

        shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr 

(1) shared_ptr 

        实现原理：采用引用计数器的方法，允许多个智能指针指向同一个对象，每当多一个指针指向该对象时，指向该对象的所有智能指针内部的引用计数加1，每当减少一个智能指针指向对象时，引用计数会减1，当计数为0的时候会自动的释放动态分配的资源。 

        1) 智能指针将一个计数器与类指向的对象相关联，引用计数器跟踪共有多少个类对象共享同一指针；

         2) 每次创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1；

         3) 当对象作为另一对象的副本而创建时，拷贝构造函数拷贝指针并增加与之相应的引用计数；

         4) 对一个对象进行赋值时，赋值操作符减少左操作数所指对象的引用计数（如果引用计数为减至0，则删除对象），并增加右操作数所指对象的引用计数；

         5) 调用析构函数时，构造函数减少引用计数（如果引用计数减至0，则删除基础对象）。

(2) unique_ptr 

       unique_ptr采用的是独享所有权语义，一个非空的unique_ptr总是拥有它所指向的资源。转移一个unique_ptr将会把所有权全部从源指针转移给目标指针，源指针被置空；所以unique_ptr不支持普通的拷贝和赋值操作，不能用在STL标准容器中；局部变量的返回值除外（因为编译器知道要返回的对象将要被销毁）；如果你拷贝一个unique_ptr，那么拷贝结束后，这两个unique_ptr都会指向相同的资源，造成在结束时对同一内存指针多次释放而导致程序崩溃。

(3) weak_ptr 

      weak_ptr：弱引用。 引用计数有一个问题就是互相引用形成环（环形引用），这样两个指针指向的内存都无法释放。需要使用weak_ptr打破环形引用。weak_ptr是一个弱引用，它是为了配合shared_ptr而引入的一种智能指针，它指向一个由shared_ptr管理的对象而不影响所指对象的生命周期，也就是说，它只引用，不计数。如果一块内存被shared_ptr和weak_ptr同时引用，当所有shared_ptr析构了之后，不管还有没有weak_ptr引用该内存，内存也会被释放。所以weak_ptr不保证它指向的内存一定是有效的，在使用之前使用函数lock()检查weak_ptr是否为空指针。

(4) auto_ptr 

       auto_ptr不支持拷贝和赋值操作，不能用在STL标准容器中。STL容器中的元素经常要支持拷贝、赋值操作，在这过程中auto_ptr会传递所有权，auto_ptr采用的是独享所有权语义，一个非空的unique_ptr总是拥有它所指向的资源。转移一个auto_ptr将会把所有权全部从源指针转移给目标指针，源指针被置空。