C++11新特性（语法糖，新容器）

距离C++11版本发布已经过去那么多年了，为什么还称为新特性呢？因为笔者前面探讨的内容，除了auto，范围for这些常用的，基本上是用着C++98的内容，虽说C++11已经发布很多年，却是目前被使用最广泛的版本。因为新版本的发布，编译器要很长时间才能支持新语法新特性，有一句话说得挺好，C/C++之所以强大，是因为它们的编译器很强大。C++23版本已经发布，但真想普遍使用不知道还得多少年呢？尤其是C/C++这种基本用于底层架构的语言，底层代码不敢改，也不愿意改。但不管怎么说，日后的开发是离不开C++11的，C++11可以说是C++历年来最大的版本更新，多了很多非常强大的东西，但也多了很多鸡肋，内容太多太多，不可能全部提完。故而笔者着重讲述必须要掌握的，用处一般的就简单提提，剩下的，大家碰到了再查，C++11新特性部分将分为多篇内容，让我们开始吧

array & forward_list

C++11新更新了两个容器，分别是array，forward_list

array本质上是对C语言的数组进行了一层封装，加上了模板，迭代器等功能

array的定义如上，它也是一个静态数组，声明时需要指定类型和大小，整体使用下来并不比C语言的数组强多少，唯一比C语言数组好用的就是会检查下标，我们知道C语言的数组越界读是不会报错的，越界写也仅是抽查，所以不小心写错下标可能会造成一些问题

但是vector也能检查下标呀，我为何不使用vector呢，况且vector功能比array强大多了，所以array算是C++11里比较鸡肋的一个

forward_list是新推出的单链表，在C++推出STL库时，只有list，list的底层实现我们前面也探讨过了，本质是双链表。forward_list算是list的青春版，因为双链表的节点要链接前后，所以会比单链表多存储一个指针大小，如果在内存空间特别紧凑，并且单链表足够满足使用场景，可以考虑使用forward_list，其基础功能如下，只能头插和尾插

auto，typeid，decltype

auto，typeid，decltype都是C++11推出的和类型相关的特性功能

auto是语法糖，为什么叫语法糖，因为让人用的舒服，auto是很好用的，在一些场景下，有的类型被层层封装，导致其类型名很长，有了auto就不用我们自己去推断类型

这仅是auto应用场景之一，后面我们会见到大量使用auto的场景，例如范围for就是使用auto来推导要迭代的类型，auto是根据初始值来进行类型推导的，也就是说你要使用auto推导必须给出一个初始值，否则没有意义

auto test;
//没有初始值，无意义的推导

如果你想把某个变量或者表达式的类型给打印出来看看，那么就可以使用typeid，具体用法如下图，typeid是一个类，把想知道类型的变量或者表达式传过去，调用name

调用name之后，会返回一个字符串，字符串的内容即是推导出的类型

如果现在提一个过分一点的要求，我不仅要你推导出类型，还要用你推导的结果再声明出同类型的对象，使用typeid是做不到了，因为它返回的是字符串，不可能作为类型声明符，但是decltype可以做到，看看decltype是如何使用的

上图用decltype推导出test_1的类型，并用推导结果声明了变量test_2

这里的应用场景看着比较傻，类型推导在模板里应用比较广泛，如下

按照常规方法是不好解决的，因为我们不明确 T1 和 T2的类型到底是什么，就没有办法给变量ret_val确定类型，但是现在我们有了auto 和 decltype就很容易解决这个问题

范围for

范围for也是C++11中使用体验不错的语法糖，范围for本质就是循环遍历对象，范围for的出现帮我们节省了不少时间，如下列程序

不仅内置类型可以用，容器也是可以使用范围for的，如下图程序

只要容器支持迭代器，那么它就可以使用范围for，因为容器使用范围for本质还是在调用容器中实现的迭代器 ，但是范围for使用起来方便不少，使用汇编可以一窥细节

//测试代码
int main()
{
  vector<int> test;
  for (int i = 1; i <= 10; i++)
  {
    test.push_back(i);
  }
  //迭代器
  auto it = test.begin();
  while (it != test.end())
  {
    cout << *it << " ";
    it++;
  }
  cout << endl;
  //范围for
  for (auto& t : test)
  {
    cout << t << " ";
  }
  return 0;
}

可以看出两者都是在调用迭代器，我们手动调用的begin()和end()是经过封装过的，范围for则直接调用迭代器的底层实现，在容器中范围for本质和迭代器没区别，但是用的更省心

使用范围for时，如果auto推导类型后跟上&，就是引用调用，可以读写原数据

如果没有跟上&，那么就是传值调用，修改并不会影响原数据

如果只想读不想写的话推荐 const auto & 这种写法，减少拷贝消耗

统一的列表初始化

平时我们给C语言的数组进行初始化操作时，可以使用一对花括号进行赋值" { } "

//使用花括号给数组进行初始化赋值
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

其实这样的初始化还挺好用的，我们平时使用vector进行赋值时就没那么方便，如果赋值有顺序还好，没顺序的话还要自己手动push_back，于是C++11提出了统一初始化列表，也就是说让STL中的容器也够支持使用" { } "来进行赋值，如下图

可不仅仅是只有vector能使用，其它容器也是支持的，如下图的list和map

你甚至可以直接不写赋值符号 "=" ，同样能完成初始化，不仅可以用于数组，容器，对于单个内置类型也是可以使用{}来初始化的，如下图

除了内置类类型和STL库中的容器支持这种初始化，自定义类型也是支持的

需要注意的是，使用{}初始化自定义类型，是去调用自定义类型的构造函数，由此看来，C++11之后确实可以统一使用{ }来初始化，这也是为什么叫统一的列表初始化

统一的列表初始化原理

像数组可以使用{}进行初始化可以理解，毕竟原生的编译器就支持，但是容器也支持{}初始化是怎么做到的呢？ 其实实现原理也不难，我们以vector为例，既然是初始化，那我们就紧盯构造函数，打开资料库查查C++11的构造函数有没有发生变化

果然，我们发现，构造函数中多了一个initializer list，而这就是统一列表初始化实现的秘密，可以看出该构造函数使用的是initializer_list，我们查一下这是个什么东西

我们大概能理解，使用{ }时，会将里面的内容放到initializer_list容器中存放起来，然后把该容器内的值拷贝给vector，如此就完成了初始化操作，知道原理了，我们可以自己尝试给之前写的vector也添加这么个功能

vector(std::initializer_list<T> _lt)
{
  _begin = new T[_lt.size()];
  _finish = _begin + _lt.size();
  _end = _begin + _lt.size();
  auto _vtp = _begin;
  auto _ltp = _lt.begin();
  while (_ltp != _lt.end())
  {
    *_vtp = *_ltp;
    _vtp++;
    _ltp++;
  }
}

这个只能构造，若想拷贝赋值的话，可以重载一个operator=( std::initializer_list<T> _lt)

具体定义如下，别忘了包含头文件initializer_list

vector<T>& operator=(std::initializer_list<T> _lt)
{
  vector<T> tmp(_lt);
  std::swap(_start, tmp._start);
  std::swap(_finish, tmp._finish);
  std::swap(_endofstorage, tmp._endofstorage);
  return *this;
}

nullptr

出现nullptr是因为C++错误的将库中的NULL定义为0，这就会导致很多问题，因为NULL不仅表示一个空指针，还是一个字面常量值0，如下述代码

简单写个代码验证其中的危害性

int main()
{
  int p = NULL;
  cout << p << endl;
  int t = 0;
  if (t == NULL) cout << "t是一个空指针" << endl;
  return 0;
}

运行结果如上，t被错误的判断为一个空指针，事实上，t连指针都不是。错已经错了，直接改NULL会影响原先的代码，为了解决这个问题，C++又推出了nullptr来代替NULL

nullptr则是正确的定义 (void*)0，所以C++中请使用nullptr来表示空指针

至此，本篇文章就结束了，总体下来还算轻松，很多内容都是见过多次的老朋友了，其中也多了不少好用的特性，像统一初始化列表，范围for这种就快快用起来吧