【C++历练之路】C++11中的列表初始化声明新方法深入标准模板库的变革

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1. C++11简介

2. 统一的列表初始化

2.1 ｛｝初始化

2.2 std::initializer_list

3. 声明

3.1 auto

3.2 decltype

4.STL中一些变化

1. 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。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，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增加的语法特性非常篇幅非常多，我们这里没办法一一讲解，所以次主要讲解实际中比较实用的语法。

C++11内容https://en.cppreference.com/w/cpp/11

2. 统一的列表初始化

2.1 ｛｝初始化

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

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。

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
    int* pa = new int[4]{ 0 };
    return 0;
}

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

class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{
cout << "Date(int year, int month, int day)" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022, 1, 1); // old style
// C++11支持的列表初始化，这里会调用构造函数初始化
Date d2{ 2022, 1, 2 };
Date d3 = { 2022, 1, 3 };
return 0;
}

2.2 std::initializer_list

std::initializer_list的介绍文档：

initializerLlist文档http://www.cplusplus.com/reference/initializer_list/initializer_list/ std::initializer_list是什么类型：

int main()
{
// the type of il is an initializer_list
auto il = { 10, 20, 30 };
cout << typeid(il).name() << endl;
return 0;
}

initializer_list是C++11新增内容，其是一个模板对应的auto会识别大括号中的数据类型，做出相应的转变。

std::initializer_list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
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。

int main()
{
vector<int> v = { 1,2,3,4 };
list<int> lt = { 1,2 };
// 这里{"sort", "排序"}会先初始化构造一个pair对象
map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };
// 使用大括号对容器赋值
v = {10, 20, 30};
return 0;

但是这里容器使用的大括号赋值与刚才讲的{}初始化的原理是不一样的。容器的赋值是C++11新增的 initializer_list，STL容器中提供这样的initializer_list的构造接口。而我们使用的{}进行结构体的初始化是多参数的隐式类型转换。

list文档 vector文档 map文档这些STL容器中都支持initializer_list构造。

3. 声明

C++11提供了多种简化声明的方式，尤其是在使用模板时。

3.1 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腿断。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。

int main()
{
int i = 10;
auto p = &i;
auto pf = strcpy;
cout << typeid(p).name() << endl;
cout << typeid(pf).name() << endl;
map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };
//map<string, string>::iterator it = dict.begin();
auto it = dict.begin();
return 0;
}

3.2 decltype

关键字decltype将变量的类型声明为表达式指定的类型。

`decltype`是C++11中引入的一个类型特征，用于确定表达式的类型。

1. 类型推断：`decltype`用于自动推断表达式的类型，而不需要显式地指定类型。

2. 模板编程：在模板元编程中，`decltype`常用于根据模板参数的类型来推导返回类型。

3. 函数签名：`decltype`可以用来声明函数，其中函数的返回类型由函数体中的返回语句确定。

4. lambda表达式：在使用lambda表达式时，`decltype`可以用来推断lambda的捕获类型。

5. 智能指针：在使用智能指针（如`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`）时，`decltype`可以用来获取智能指针所指向的类型。

6. 类型安全：`decltype`提供了一种类型安全的方式来处理类型，确保代码中使用的类型与预期一致。

7. 避免类型转换：`decltype`可以避免不必要的类型转换，因为它直接使用表达式的静态类型。

8. 与auto结合使用：`decltype`经常与`auto`关键字结合使用，`auto`用于变量声明，而`decltype`用于类型推断。

9. 类型特征：`decltype`可以与类型特征（如`std::is_same`）结合使用，进行编译时的类型检查。

10. 避免类型别名：在某些情况下，`decltype`可以用来避免创建冗余的类型别名。

`decltype`的引入提高了C++代码的灵活性和表达能力，特别是在模板编程和类型推断方面。

template<class T1, class T2>
void F(T1 t1, T2 t2)
{
decltype(t1 * t2) ret;
cout << typeid(ret).name() << endl;
}
int main()
{
const int x = 1;
double y = 2.2;
decltype(x * y) ret; // ret的类型是double
decltype(&x) p;    // p的类型是int*
cout << typeid(ret).name() << endl;
cout << typeid(p).name() << endl;
F(1, 'a');
return 0;
}

C++中的auto和decltype都是用于类型推断的关键字，但它们的用途和行为有所不同：

auto关键字：

auto用于声明变量时自动推断其类型。
它基于变量的初始化表达式来确定类型。
在模板元编程中，auto通常用于从模板参数中推断类型。
当使用auto声明变量时，如果初始化表达式是一个复杂类型，auto会推断出该复杂类型。

decltype关键字：

decltype用于获取一个表达式的类型，而不管表达式是否有值。
它不会对表达式求值，只关注表达式的类型。
decltype常用于获取函数返回类型或对象类型，特别是当这些类型依赖于模板参数时。
如果decltype用于未命名的右值，它会推断出对应的引用类型，例如decltype(表达式)会推断出表达式的引用类型。

类型推断差异：

auto在声明时会进行类型推断，如果初始化表达式是一个类型别名或decltype表达式，auto将推断出实际的类型。
decltype总是推断出表达式的确切类型，包括引用和const限定符。

使用场景：

auto通常用于简化模板代码的编写，尤其是在类型很长或复杂时。
decltype常用于需要精确知道表达式类型的情况，例如在编写需要返回与函数签名相同类型的模板代码时。

类型别名：

auto可以用于声明类型别名，但实际类型会在声明时被推断出来。
decltype不会创建类型别名，它只是提供了一种获取现有类型的方式。

函数返回类型：

使用auto声明函数时，函数的返回类型将由函数体中的返回语句来确定。
使用decltype声明函数时，返回类型将直接是函数签名中指定的类型。

总结来说，auto和decltype都用于类型推断，但auto更侧重于简化代码和自动推断类型，而decltype则提供了一种获取表达式确切类型的机制。

4.STL中一些变化

新容器

用橘色圈起来是C++11中的一些几个新容器，但是实际最有用的是unordered_map和
unordered_set。这两个我们前面已经进行了非常详细的讲解，其他的大家了解一下即可。

容器中的一些新方法
如果我们再细细去看会发现基本每个容器中都增加了一些C++11的方法，但是其实很多都是用得
比较少的。
比如提供了cbegin和cend方法返回const迭代器等等，但是实际意义不大，因为begin和end也是
可以返回const迭代器的，这些都是属于锦上添花的操作。
实际上C++11更新后，容器中增加的新方法最后用的插入接口函数的右值引用版本

但是这些接口到底意义在哪？网上都说他们能提高效率，他们是如何提高效率的？欲知后事如何请看下一篇博客解说。

以上就是本次全部内容，感谢大家观看。