【C++入门到精通】C++11 [ C++入门 ]

引言

C++11，作为C++编程语言的一个重要版本，于2011年发布，带来了许多令人激动的新特性和改进。自从20世纪80年代诞生以来，C++一直是广泛应用于各个领域的高级编程语言，其强大的功能和灵活性使得它成为了众多开发者的首选。然而，在过去的几十年里，C++的标准一直停留在C++98/03水平上，缺乏一些现代编程语言所具备的便利特性。

C++11的发布标志着C++语言的一次重要演进，它为C++程序员打开了更广阔的创作空间，并提供了更好的工具来应对日益复杂的软件开发需求。在本文中，我们将深入探讨C++11的各项特性和改进，希望能够帮助各位大佬更好地理解和应用这一强大的编程语言。🥰

一、C++11简介

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🔴C++ 11 官方链接

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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。

二、统一的列表初始化

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. std::initializer_list

🔴std::initializer_list的介绍文档

C++11引入了std::initializer_list，这是一个模板类，用于方便地初始化容器和其他对象。

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;
}

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。

• 它可以用于初始化各种容器，如std::vector、std::set、std::map等，也可以用于自定义的类对象。

以下是一个使用std::initializer_list初始化std::vector的示例：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

三、声明方式

c++11提供了多种简化声明的方式，尤其是在使用模板时。

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;
}

2. decltype

关键字decltype将变量的类型声明为表达式指定的类型。

// decltype的一些使用使用场景
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;
}

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。

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

四、范围for循环

范围-based for循环（Range-based for loop）是C++11引入的一种新的循环语法，用于遍历容器（如数组、向量、列表等）中的元素。它提供了一种更简洁、直观的方式来迭代容器，并且避免了手动管理索引的繁琐和错误。

使用范围for循环，我们只需要指定一个迭代变量，然后使用冒号（:）将其与待遍历的容器关联起来。循环会自动迭代容器中的每个元素，并将其赋值给迭代变量，从而可以在循环体中直接使用。

以下是一个使用范围for循环遍历数组的示例：

#include <iostream>

int main() {
    int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个整数数组numbers，然后使用范围for循环遍历该数组。在每次循环迭代中，数组中的元素会自动赋值给迭代变量num，然后我们打印出该变量的值。

//输出结果为：1 2 3 4 5

范围for循环也可以用于遍历其他类型的容器，如std::vector、std::list等。只需要将待遍历的容器替换为相应的容器名称即可。

五、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。这两个前面已经进行了非常详细的讲解，大家如果感兴趣的话可以点击传送门：哈希 (STL) _ unordered_map _ unordered_set。

六、其他重大新增（后面会分成几篇文章再讲解）

（1）智能指针 文章链接

文章链接：

（2）右值引用 文章链接

文章链接：

（3）lambda表达式 文章链接

文章链接：

（4）包装器 文章链接

文章链接：

（5）线程库 文章链接

文章链接：

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