深入了解—C++11特性

目录

一、 C++11简介

二、初始化列表

2.1 C++98中{}的初始化问题

2.2 内置类型的列表初始化

2.3 自定义类型的列表初始化

2.3.1. 标准库支持单个对象的列表初始化

2.3.2. 多个对象的列表初始化

三、变量类型推导

3.1 为什么需要类型推导

3.2 decltype类型推导

3.2.1. 推演表达式类型作为变量的定义类型

​编辑

3.2.2. 推演函数返回值的类型

四、范围for循环

五、final与override

5.1 final

5.2 override

六、默认成员函数控制

6.1 显式缺省函数

6.2删除默认函数

总结

一、 C++11简介

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。相比较而言，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

二、初始化列表

2.1 C++98中{}的初始化问题


在C++98中，标准允许使用花括号{}对数组元素进行统一的列表初始值设定。比如：

int array1[] = {1,2,3,4,5};
int array2[5] = {0};

对于一些自定义的类型，却无法使用这样的初始化。比如：

vector<int> v{1,2,3,4,5};

vector就无法通过编译，导致每次定义vector时，都需要先把vector定义出来，然后使用循环对其赋初始值，非常不方便。C++11扩大了用大括号括起的列表(初始化列表)的使用范围，使其可用于所有的内置类型和用户自定义的类型，使用初始化列表时，可添加等号(=)，也可不添加。

2.2 内置类型的列表初始化

int main()
{
	// 内置类型变量
	int x1 = { 10 };
	int x2{ 10 };
	int x3 = 1 + 2;
	int x4 = { 1 + 2 };
	int x5{ 1 + 2 };
	// 数组
	int arr1[5]{ 1,2,3,4,5 };
	int arr2[]{ 1,2,3,4,5 };
	// 动态数组，在C++98中不支持
	int* arr3 = new int[5]{ 1,2,3,4,5 };
	// 标准容器
	vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
	map<int, int> m{ {1,1}, {2,2,},{3,3},{4,4} };
	return 0;
}

注意：列表初始化可以在{}之前使用等号，其效果与不使用=没有什么区别。

2.3 自定义类型的列表初始化

2.3.1. 标准库支持单个对象的列表初始化

class Point
{
public:
	Point(int x = 0, int y = 0) : _x(x), _y(y)
	{}
private:
	int _x;
	int _y;
};
int main()
{
	Pointer p{ 1, 2 };
	return 0;
}

2.3.2. 多个对象的列表初始化

多个对象想要支持列表初始化，需给该类(模板类)添加一个带有initializer_list类型参数的构造函数即可。注意：initializer_list是系统自定义的类模板，该类模板中主要有三个方法：begin()、end()迭代器以及获取区间中元素个数的方法size()。

#include <initializer_list>
template<class T>
class Vector {
public:
	// ...
	Vector(initializer_list<T> l) 
		: _capacity(l.size())
		, _size(0)
	{
		_array = new T[_capacity];
		for (auto e : l)
			_array[_size++] = e;
	}
	Vector<T>& operator=(initializer_list<T> l) 
	{
		delete[] _array;
		size_t i = 0;
		for (auto e : l)
			_array[i++] = e;
		return *this;
	}
	// ...
private:
	T* _array;
	size_t _capacity;
	size_t _size;
};

三、变量类型推导

3.1 为什么需要类型推导

在定义变量时，必须先给出变量的实际类型，编译器才允许定义，但有些情况下可能不知道需要实际类型怎么给，或者类型写起来特别复杂，比如：

#include <map>
#include <string>
int main()
{
	short a = 32670;
	short b = 32670;
	// c如果给成short，会造成数据丢失，如果能够让编译器根据a+b的结果推导c的实际类型，就不会存在问题
	short c = a + b;
	std::map<std::string, std::string> m{ {"apple", "苹果"}, {"banana","香蕉"} };
	// 使用迭代器遍历容器, 迭代器类型太繁琐
	std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		cout << it->first << " " << it->second << endl;
		++it;
	}
	return 0;
}

C++11中，可以使用auto来根据变量初始化表达式类型推导变量的实际类型，可以给程序的书写提供许多方便。将程序中c与it的类型换成auto，程序可以通过编译，而且更加简洁

3.2 decltype类型推导

auto使用的前提是：必须要对auto声明的类型进行初始化，否则编译器无法推导出auto的实际类型。但有时候可能需要根据表达式运行完成之后结果的类型进行推导，因为编译期间，代码不会运行，此时auto也就无能为力。

如果能用加完之后结果的实际类型作为函数的返回值类型就不会出错，但这需要程序运行完才能知道结果的实际类型，即RTTI(Run-Time Type Identification 运行时类型识别)。

C++98中确实已经支持RTTI：

typeid只能查看类型不能用其结果类定义类型
dynamic_cast只能应用于含有虚函数的继承体系中

运行时类型识别的缺陷是降低程序运行的效率。
 

decltype是根据表达式的实际类型推演出定义变量时所用的类型，比如：

3.2.1. 推演表达式类型作为变量的定义类型

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	// 用decltype推演a+b的实际类型，作为定义c的类型
	decltype(a + b) c;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	return 0;
}

3.2.2. 推演函数返回值的类型

void* GetMemory(size_t size)
{
	return malloc(size);
}
int main()
{
	// 如果没有带参数，推导函数的类型
	cout << typeid(decltype(GetMemory)).name() << endl;
	// 如果带参数列表，推导的是函数返回值的类型,注意：此处只是推演，不会执行函数
	cout << typeid(decltype(GetMemory(0))).name() << endl;
	return 0;
}

四、范围for循环

范围for是C++11新引入的特性，可遍历各种序列结构的容器（如数组、vector、list等）；每次循环都会将序列中的下一个元素，赋值给声明的变量，直到循环结束；

使用条件：

范围for迭代的范围需确定(如下图：数组名为数组首地址，直接从开始打印到结尾)

迭代的对象要实现++和==操作

原理是通过序列的迭代器来遍历其中的元素，编译器会自动处理迭代器的初始化、增量及结束等细节，无需手动操作；

注意事项：

1.范围for迭代的范围是确定的，所以无需担心下班越界；
2.可遍历定义了begin() 和 end() 方法的对象，如vector,set,list,map,queue,deque,string；
3.不可使用指针（如new生成的数组）作为循环结构里的序列；
4.由于数组在遍历的时候会转换成指针，所以在遍历多维数组的时候，除最内层循环外，其他所有循环的控制变量都要使用引用的形式。

五、final与override

5.1 final

final修饰类的时候，表示该类不能被继承

final修饰虚函数时，这个虚函数不能被重写

5.2 override

检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错

六、默认成员函数控制

在C++中对于空类编译器会生成一些默认的成员函数，比如：构造函数、拷贝构造函数、运算符重载、析构函数和&和const&的重载、移动构造、移动拷贝构造等函数。如果在类中显式定义了，编译器将不会重新生成默认版本。有时候这样的规则可能被忘记，最常见的是声明了带参数的构造函数，必要时则需要定义不带参数的版本以实例化无参的对象。而且有时编译器会生成，有时又不生成，容易造成混乱，于是C++11让程序员可以控制是否需要编译器生成。

6.1 显式缺省函数

在C++11中，可以在默认函数定义或者声明时加上=default，从而显式的指示编译器生成该函数的默认版本，用=default修饰的函数称为显式缺省函数。

class A
{
public:
	A(int a) : _a(a)
	{}
	// 显式缺省构造函数，由编译器生成
	A() = default;
	// 在类中声明，在类外定义时让编译器生成默认赋值运算符重载
	A& operator=(const A& a);
private:
	int _a;
};
A& A::operator=(const A& a) = default;
int main()
{
	A a1(10);
	A a2;
	a2 = a1;
	return 0;
}

6.2删除默认函数

如果能想要限制某些默认函数的生成，在C++98中，是该函数设置成private，并且不给定义，这样只要其他人想要调用就会报错。在C++11中更简单，只需在该函数声明加上=delete即可，该语法指示编译器不生成对应函数的默认版本，称=delete修饰的函数为删除函数。

class A
{
public:
	A(int a) : _a(a)
	{}
	// 禁止编译器生成默认的拷贝构造函数以及赋值运算符重载
	A(const A&) = delete;
	A& operator(const A&) = delete;
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A a1(10);
	// 编译失败，因为该类没有拷贝构造函数
	//A a2(a1);
	// 编译失败，因为该类没有赋值运算符重载
	A a3(20);
	a3 = a2;
	return 0;
}

总结

C++11这次带来了大量的更新，使我们敲代码更加的便利，除了以上几个方面，还有几个比较方便的改动会以新的单独的小章节继续分享给大家，主要是   右值引用  lambda表达式 智能指针和线程库。如果本章节帮助到了您，希望您的点赞评论收藏进行支持，我也会继续努力更新新的章节。

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