【C++篇】C++11入门：踏入C++新世界的大门

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C++11简介

• C++98/03：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C++03(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。

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，公司实际项目开发中也用得比较多，所以我们要作为一个重点去学习。

C++11全部特性参考C++官网：https://en.cppreference.com/w/cpp/11.html

小插曲：
1998年是C++标准委员会成立的第一年，本来计划以后每5年视实际需要更新一次标准，C++国际标准委员会在研究C++ 03的下一个版本的时候，一开始计划是2007年发布，所以最初这个标准叫C++ 07。但是到06年的时候，官方觉得2007年肯定完不成C++ 07，而且官方觉得2008年可能也完不成。最后干脆叫C++ 0x。x的意思是不知道到底能在07还是08还是09年完成。结果2010年的时候也没完成，最后在2011年终于完成了C++标准。所以最终定名为C++11。

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列表初始化

1. {}初始化

C++98中⼀般数组和结构体可以⽤{}进⾏初始化。

struct Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };int array2[5] = { 0 };Point p = { 1, 2 };return 0;
}

C++11扩大了{}初始化的使用范围，内置类型和用户自定义的类型皆可用{}初始化，并且可以不写=

struct Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{int x1 = 1;int x2{ 2 };int array1[]{ 1, 2, 3, 4, 5 };int array2[5]{ 0 };Point p{ 1, 2 };// C++11中列表初始化也可以适用于new表达式中return 0;
}

注意：但不建议不写=，因为影响代码可读性

创建对象时也可以使用列表初始化方式调用构造函数初始化

struct Point
{//explicit Point(int x, int y)Point(int x, int y):_x(x),_y(y){cout << "Point(int x, int y)" << endl;}int _x;int _y;
};int main()
{// 本质都是调用构造函数Point p0(0, 0);Point p1 = { 1,1 };  // 多参数构造函数隐式类型转换const Point& r = { 3,3 };// C++11中列表初始化也可以适用于new表达式中（本质也是调用构造函数）int* ptr1 = new int[3]{ 1,2,3 };Point* ptr2 = new Point[2]{p0,p1};Point* ptr3 = new Point[2]{ {0,0},{1,1} };return 0;
}

2. initializer_list容器

std::initializer_list的介绍文档
C++11中新增了initializer_list容器，该容器没有提供过多的成员函数。

• begin和end函数，用于支持迭代器遍历
• size函数支持获取容器中的元素个数。

其实，这个类的本质是底层开⼀个数组，将数据拷贝过来，std::initializer_list内部有两个指针分别指向数组的开始和结束。

std::initializer_list是什么类型呢？
initializer_list本质就是一个大括号括起来的列表，如果用auto关键字定义一个变量来接收一个大括号括起来的列表，然后以typeid(变量名).name()的方式查看该变量的类型，此时会发现该变量的类型就是initializer_list。

int main()
{auto il = { 10, 20, 30 };cout << typeid(il).name() << endl;return 0;
}

initializer_list的使用场景

std::initializer_list一般是作为构造函数的参数，C++11对STL中的不少容器就增加了std::initializer_list作为参数的构造函数，这样初始化容器对象就更方便了。也可以作为operator=
的参数，这样就可以用大括号赋值。

initializer_list功能：是为了让其他容器支持列表初始化的

一些容器之所以支持使用列表进行初始化，根本原因是因为C++11给这些容器都增加了一个构造函数，这个构造函数就是以initializer_list作为参数的。

当用列表对容器进行初始化时，这个列表被识别成initializer_list类型，于是就会调用这个新增的构造函数对该容器进行初始化。

这个新增的构造函数要做的就是遍历initializer_list中的元素，然后将这些元素依次插入到要初始化的容器当中即可。

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声明

1. auto

在C++98中auto是一个存储类型的说明符，表明变量是局部自动存储类型，但是局部域中定义局
部的变量默认就是自动存储类型，所以auto就没什么价值了。C++11中废弃auto原来的用法，将其用于实现自动类型推断。这样要求必须进行显示初始化，让编译器将定义对象的类型设置为初始化值的类型。

注意：auto只可以用于定义时声明，不可单独用来声明一个变量，因为auto需要用左边的值的类型推导

auto a = 10;
auto b;//不可单独用来声明一个变量

2. decltype

关键字decltype可以将变量的类型声明为表达式指定的类型。

template<class Func>
class B
{
private:Func _f;
};int main()
{auto p = &i;auto pf = malloc;cout << typeid(p).name() << endl;cout << typeid(pf).name() << endl;//decltype推出对象的类型可以定义变量decltype(pf) pf2;//decltype推出对象的类型作为模板实参B<decltype(pf)> bb1;const int x = 1;double y = 2.2;B<decltype(x * y)> bb2;return 0;
}

decltype和typeid(变量名).name()的区别：

• typeid(变量名).name()推出类型是一个字符串，只能看不能用
• decltype推出对象的类型可以定义变量，或者作为模板实参

3. nullptr

由于C++中NULL被定义成字面量0，这样就可能回带来一些问题，因为0既能指针常量，又能表示整形常量。所以出于清晰和安全的角度考虑，C++11中新增了nullptr，用于表示空指针。

/* Define NULL pointer value */
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL    0
#else  /* __cplusplus */
#define NULL    ((void *)0)
#endif  /* __cplusplus */
#endif  /* NULL */

在大部分情况下使用NULL不会存在什么问题，但是在某些极端场景下就可能会导致匹配错误。

当参数为整数和整型指针函数重载时，调用时实参传NULL和nullptr是有区别的：

void f(int arg)
{cout << "void f(int arg)" << endl;
}
void f(int* arg)
{cout << "void f(int* arg)" << endl;
}
int main()
{f(NULL);    //void f(int arg)f(nullptr); //void f(int* arg)return 0;
}

因此，在C++中设置空指针使用nullptr

STL中的变化

1. 新容器

C++11中新增了四个容器，分别是array、forward_list、unordered_map和unordered_set。

array容器

array容器本质就是一个静态数组（固定大小的数组）。

array容器有两个模板参数，第一个模板参数代表的是存储的类型，第二个模板参数是一个非类型模板参数，代表的是数组中可存储元素的个数。

定义方式：

int main()
{array<int, 5> a;//定义一个可存储5个int类型元素的array容器array<char, 10> s;////定义一个可存储10个char类型元素的array容器
}

array其实与普通数组没有什么区别，唯一一个区别就是：array具有严格的越界检查，因为重载operator时采用了断言检查。

但vector似乎也不乏这个功能，甚至还有其他更加强大的功能，那有什么必要用array呢？

个人认为这个容器还是比较多余的，不推荐使用。

forward_list容器

forward_list容器本质是一个单链表。

我们知道，单链表相比于list（带头双向循环链表）是非常鸡肋的，唯一的优点就是，减少空间消耗，但微乎其微。

因此forward_list也很少使用。

unordered_map和unordered_set容器

这两个容器是非常有价值的，笔者的其他博客对这两个容器进行了详细介绍。
【C++篇】STL的关联容器：unordered_map和unordered_set（上篇）：哈希表的模拟实现

2. 新接口

1. 对于容器的迭代器：
   
   个人认为单独为const迭代器提供cbegin和cend接口是没有必要的，因为完全可以用begin和end重载它们。

2. 所有容器均支持用{}列表初始化构造函数
   
   当然，这是依仗initializer_list的功劳。

3. 所有容器新增了emplack系列
   
   功能和insert差不多，但性能会略高一点，后续右值引用会详细讲解。

4. 所有容器新增了移动构造和移动赋值
   
   这里可以大大提升拷贝构造的性能，也是右值引用带来的功劳。

右值引用究竟何方神圣？竟有如此大的威能？
我们下篇见分晓！