一、C++11簡介
在2003年C++標(biāo)準(zhǔn)委員會曾經(jīng)提交了一份技術(shù)勘誤表(簡稱TC1)，使得C++03這個(gè)名字已經(jīng)取代了C++98稱為C++11之前的最新C++標(biāo)準(zhǔn)名稱。不過由于TC1主要是對C++98標(biāo)準(zhǔn)中的漏洞進(jìn)行修復(fù)，語言的核心部分則沒有改動(dòng)，因此人們習(xí)慣性的把兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合并稱為C++98/03標(biāo)準(zhǔn)。從C++0x到C++11，C++標(biāo)準(zhǔn)10年磨一劍，第二個(gè)真正意義上的標(biāo)準(zhǔn)珊珊來遲。相比于C++98/03，C++11則帶來了數(shù)量可觀的變化，其中包含了約140個(gè)新特性，以及對C++03標(biāo)準(zhǔn)中約600個(gè)缺陷的修正，這使得C++11更像是從C++98/03中孕育出的一種新語言。相比較而言，C++11能更好地用于系統(tǒng)開發(fā)和庫開發(fā)、語法更加泛華和簡單化、更加穩(wěn)定和安全，不僅功能更強(qiáng)大，而且能提升程序員的開發(fā)效率，公司實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中也用得比較多，所以很值得我們作為一個(gè)重點(diǎn)學(xué)習(xí)。C++11增加的語法特性篇幅非常多，沒辦法一一講解，所以在我的文章中只講比較實(shí)用的語法。
大家可以看一下C++11的官方網(wǎng)站，在讀這篇文章之前了解一下
C++11官方網(wǎng)站
其實(shí)，關(guān)于C++11還有一個(gè)小故事。1998年是C++標(biāo)準(zhǔn)委員會成立的第一年，本來計(jì)劃以后每五年視實(shí)際需要更新一次標(biāo)準(zhǔn)，C++國際標(biāo)準(zhǔn)委員會在研究C++03的下一個(gè)版本的時(shí)候，一開始計(jì)劃是2007年發(fā)布，所以最初這個(gè)版本標(biāo)準(zhǔn)較C++07.但是到06年的時(shí)候，官方覺得2007年肯定完不成C++07，而且官方覺得2008年可能也完不成。最后干脆叫C++0x了。x的意思是不知道到底能在07還是08還是09年完成。結(jié)果2010年的時(shí)候也沒完成，最后再2011年終于萬和城呢個(gè)了C++標(biāo)準(zhǔn)，所以最終定名為C++11。
二、列表初始化
2.1 C++98中{}的初始化問題
在C++98中，標(biāo)準(zhǔn)允許使用花括號{}對數(shù)組元素進(jìn)行統(tǒng)一的列表初始值設(shè)定。比如：
int array1[] = {1,2,3,4,5};
int array2[5] = {0};
對于一些自定義的類型，卻無法使用這樣的初始化。比如：
vector<int> v{1,2,3,4,5};
就無法通過編譯，導(dǎo)致每次定義vector時(shí)，都需要先把vector定義出來，然后使用循環(huán)對其賦初始值，非常不方便。C++11擴(kuò)大了用大括號括起的列表(初始化列表)的使用范圍，使其可用于所有的內(nèi)置類型和用戶自定義的類型，使用初始化列表時(shí)，可添加等號(=)，也可不添加。
2.2 C++11中的列表初始化
C++11不同于C++98的變量初始化方法就體現(xiàn)在列表初始化上面，也就是說在C++11中，任何變量都可以直接用列表，在其創(chuàng)建是直接初始化，如下：
對于內(nèi)置類型：
這么看來，好像也沒厲害到那兒去，有一種脫了褲子放屁的感覺。
其實(shí)，C++11設(shè)著這個(gè)東西主要是為了在自定義類型的初始化中起作用。如下：
在C++98的標(biāo)準(zhǔn)中，對于自定義類型的變量，用動(dòng)態(tài)管理的方式為它申請空間之后才能賦值。但在C++11標(biāo)準(zhǔn)中，可以直接用列表初始化。
注意，Point* p2 = new Point[2]{ {1,1},{2,2} };這種方式在VS2013中行不通，最后創(chuàng)建出來的變量還是沒有初始化，可能是編譯器的一個(gè)bug。要使用更高版本的編譯器。
另外，C++11還可支持多個(gè)對象的列表初始化。
多個(gè)對象想要支持列表初始化，需給該類(模板類)添加一個(gè)帶有initializer_list類型參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)即可。注意：initializer_list是系統(tǒng)自定義的類模板，該類模板中主要有三個(gè)方法：begin()、end()迭代器以及獲取區(qū)間中元素個(gè)數(shù)的方法size()。如下：
舉個(gè)例子：
int main()
{
auto li = { 1,2,3,4,5 };
cout << typeid(li).name() << endl;
return 0;
}
其實(shí)，可以理解為，花括號中的東西是一個(gè)常量數(shù)組，是存在于常量區(qū)的。然后編譯器會將其中的值一一賦值給li。賦值的方式也是調(diào)用迭代器。
于是乎，就可以定義以下變量：
三、各種小語法
3.1 auto
在C++98中auto是一個(gè)存儲類型的說明符，表明變量是局部自動(dòng)存儲類型，但是局部域中定義局部的變量默認(rèn)就是自動(dòng)存儲類型，所以auto就沒什么價(jià)值了。C++11中廢棄auto原來的用法，將其用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)類型腿斷。這樣要求必須進(jìn)行顯示初始化，讓編譯器將定義對象的類型設(shè)置為初始化值的類型。
如下：
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
上文中出現(xiàn)的typeid只能輸出變量的類型，卻不能用它再定義一個(gè)變量，而decltype卻可以。如下：
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的類型是double
decltype(&x) p;// p的類型是int*
cout << typeid(ret).name() << endl;
cout << typeid(p).name() << endl;
F(1, 'a');
return 0;
}
但是這個(gè)東西真的不太常用（至少我還沒用過）
3.3 nullptr
由于C++中NULL被定義成字面量0，這樣就可能回帶來一些問題，因?yàn)?既能指針常量，又能表示整形常量。所以出于清晰和安全的角度考慮，C++11中新增了nullptr，用于表示空指針。
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
3.4 范圍for
范圍for的底層是一個(gè)迭代器，也是用來遍歷一個(gè)容器（或者容器適配器），其用法比較簡單，如下：
四、STL中的一些變化
C++11中增加了一些新容器，如下：
對于第一個(gè)array，本質(zhì)上就是一個(gè)數(shù)組，與vector的區(qū)別是，vector是動(dòng)態(tài)的，可以隨時(shí)擴(kuò)容。
array與vector和普通的數(shù)組最大的區(qū)別在于，它的越界訪問機(jī)制非常嚴(yán)格，越界讀和越界寫都會被檢查出來。而vector和普通數(shù)組對于越界讀不做檢查，對于越界寫則采用抽查的方式。
（除此之外，array就沒有什么太大的用處了）
讀者也可以自己去cplusplus網(wǎng)站看一下它的用法，這里不再贅述。
下一個(gè)是forward_list，這是一個(gè)單向的鏈表。而list則是一個(gè)帶頭的雙向循環(huán)鏈表。
相較于list，這個(gè)容器增加了頭插和頭刪操作：
但是注意，它并不支持尾插尾刪操作，因?yàn)檫@需要遍歷找到尾結(jié)點(diǎn)，會導(dǎo)致效率大大降低。
對于另外的兩個(gè)，感興趣的讀者可以自己去網(wǎng)站上看一看，這里不多解釋了。另外，對于以上兩個(gè)容器的介紹也不完整，大家也可以看一下。C++網(wǎng)站
五、左/右值引用和移動(dòng)語義（本篇重點(diǎn)）
5.1 做值引用和右值引用
傳統(tǒng)的C++語法中就有引用的語法，而C++11中新增了的右值引用語法特性，所以從現(xiàn)在開始我們之前學(xué)習(xí)的引用就叫做左值引用。無論左值引用還是右值引用，都是給對象取別名。
什么是左值，什么是左值引用？
左值是一個(gè)表示數(shù)據(jù)的表達(dá)式(如變量名或解引用的指針)，我們可以獲取它的地址+可以對它賦值，左值可以出現(xiàn)賦值符號的左邊，右值不能出現(xiàn)在賦值符號左邊。定義時(shí)const修飾符后的左值，不能給他賦值，但是可以取它的地址。左值引用就是給左值的引用，給左值取別名。
如下：
int main()
{
// 以下的p、b、c、*p都是左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = 2;
// 以下幾個(gè)是對上面左值的左值引用
int*& rp = p;
int& rb = b;
const int& rc = c;
int& pvalue = *p;
return 0;
}
什么是右值，什么是右值引用？
右值也是一個(gè)表示數(shù)據(jù)的表達(dá)式，如：字面常量、表達(dá)式返回值，函數(shù)返回值(這個(gè)不能是左值引用返回)等等，右值可以出現(xiàn)在賦值符號的右邊，但是不能出現(xiàn)出現(xiàn)在賦值符號的左邊，右值不能取地址。右值引用就是對右值的引用，給右值取別名。
如下：
int main()
{
double x = 1.1, y = 2.2;
// 以下幾個(gè)都是常見的右值
10;
x + y;
fmin(x, y);
// 以下幾個(gè)都是對右值的右值引用
int&& rr1 = 10;
double&& rr2 = x + y;
double&& rr3 = fmin(x, y);
// 這里編譯會報(bào)錯(cuò)：error C2106: “=”: 左操作數(shù)必須為左值
10 = 1;
x + y = 1;
fmin(x, y) = 1;
return 0;
}
需要注意的是右值是不能取地址的，但是給右值取別名后，會導(dǎo)致右值被存儲到特定位置，且可以取到該位置的地址，也就是說例如：不能取字面量10的地址，但是rr1引用后，可以對rr1取地址，也可以修改rr1。如果不想rr1被修改，可以用const int&& rr1 去引用。
int main()
{
double x = 1.1, y = 2.2;
int&& rr1 = 10;
const double&& rr2 = x + y;
rr1 = 20;
rr2 = 5.5; // 報(bào)錯(cuò)
return 0;
}
5.2 左值引用與右值引用比較
左值引用總結(jié)：
- 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
- 但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值。
int main()
{
// 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
int a = 10;
int& ra1 = a; // ra為a的別名
//int& ra2 = 10; // 編譯失敗，因?yàn)?0是右值
// const左值引用既可引用左值，也可引用右值。
const int& ra3 = 10;
const int& ra4 = a;
return 0;
}
右值引用總結(jié)：
- 右值引用只能右值，不能引用左值。
- 但是右值引用可以move以后的左值。
int main()
{
// 右值引用只能右值，不能引用左值。
int&& r1 = 10;
// error C2440: “初始化”: 無法從“int”轉(zhuǎn)換為“int &&”
// message : 無法將左值綁定到右值引用
int a = 10;
int&& r2 = a;
// 右值引用可以引用move以后的左值
int&& r3 = std::move(a);
return 0;
}
對于上面代碼中的move，下文中做出解釋。
5.3 右值引用使用場景和意義
先來說一下引用的意義：
在函數(shù)傳參和函數(shù)傳返回值時(shí)，使用引用，可以達(dá)到減少拷貝的效果。
現(xiàn)在應(yīng)該明白上面所說的引用，其實(shí)指的是左值引用。
左值引用有沒有徹底解決問題？
答案是沒有，要不然就沒有右值引用什么事了。當(dāng)某一個(gè)變量/對象出了作用域就不存在了，這種情況就不能用引用返回了，這是眾所周知的。
而當(dāng)需要返回的變量/對象是一個(gè)特別復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，就必須要傳值返回，就要進(jìn)行深拷貝，效率將大大降低。
而右值引用就將解決這個(gè)問題。
為了解釋它解決問題的原理，需要先自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)string類，以便觀察它解決的具體過程。string類代碼如下：
namespace sny
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
string(const char* str = "")
:_size(strlen(str))
, _capacity(_size)
{
//cout << "string(char* str)" << endl;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
// s1.swap(s2)
void swap(string& s)
{
::swap(_str, s._str);
::swap(_size, s._size);
::swap(_capacity, s._capacity);
}
// 拷貝構(gòu)造
string(const string& s)
:_str(nullptr)
{
cout << "string(const string& s) -- 深拷貝" << endl;
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
// 賦值重載
string& operator=(const string& s)
{
cout << "string& operator=(string s) -- 深拷貝" << endl;
string tmp(s);
swap(tmp);
return *this;
}
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void push_back(char ch)
{
if (_size >= _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_str[_size] = ch;
++_size;
_str[_size] = '\0';
}
//string operator+=(char ch)
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
private:
char* _str = nullptr;
size_t _size = 0;
size_t _capacity = 0; // 不包含最后做標(biāo)識的\0
};
string to_string(int value)
{
bool flag = true;
if (value < 0)
{
flag = false;
value = 0 - value;
}
sny::string str;
while (value > 0)
{
int x = value % 10;
value /= 10;
str += ('0' + x);
}
if (flag == false)
{
str += '-';
}
std::reverse(str.begin(), str.end());
return str;
}
}
現(xiàn)在假設(shè)讀者對上面類中的所有函數(shù)都已經(jīng)理解了，然后再看下面這行代碼：
int main()
{
sny::string ret = sny::to_string(-1234);
return 0;
}
這里注意，本來調(diào)用to_string函數(shù)最后返回值的時(shí)候，str到ret應(yīng)該是兩次拷貝----str出了作用域要銷毀，所以會產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)變量，然后再用這個(gè)變量拷貝給ret。但是編譯器對于這種連續(xù)的拷貝作了優(yōu)化，所以最后只會有一次拷貝。
另外，一定是連續(xù)的拷貝才會被優(yōu)化，否則不會優(yōu)化，如下：
注意，這里出現(xiàn)三次而不是兩次拷貝構(gòu)造，是因?yàn)樯厦娲a中的拷貝構(gòu)造使用的是現(xiàn)代寫法實(shí)現(xiàn)的，里面多了一次拷貝。
但是，就算是作了優(yōu)化，但最后還是有一次拷貝，C++11的解決方法是什么呢？
答案是移動(dòng)構(gòu)造：
//移動(dòng)構(gòu)造
string(string&& s)
{
cout << "string(string&& s) -- 移動(dòng)拷貝" << endl;
swap(s);
}
這段代碼要放在上面的string類中。
這里再補(bǔ)充一點(diǎn)：
C++11中的右值又分為純右值和將亡值。
純右值一般指的是內(nèi)置類型表達(dá)式的值；將亡值一般指的是自定義類型表達(dá)式的值。
顧名思義，將亡值就是快要嗝兒屁的值。既然都要嗝兒屁了，就沒必要再將其內(nèi)容拷貝一遍了，直接將其搶過來就行。（但這里的搶不是單純地?fù)?，而是將自己和它做交換）
所以，上面例子中，編譯器做出的優(yōu)化可以分為兩部分----兩次連續(xù)的構(gòu)造合并為一次，以及返回的str被識別為右值。所以，就調(diào)用了移動(dòng)構(gòu)造。
但是這個(gè)東西要慎用，因?yàn)樽约旱臇|西也會被換給它，然后被它一起帶到墳?zāi)估?。如下?br>
同樣的，賦值構(gòu)造也可以采用類似的做法：
// 移動(dòng)賦值
string& operator=(string&& s)
{
cout << "string& operator=(string&& s) -- 移動(dòng)賦值" << endl;
swap(s);
return *this;
}
注意?。?！右值引用的工作機(jī)制是借助于移動(dòng)語義（移動(dòng)構(gòu)造或移動(dòng)賦值），進(jìn)行資源轉(zhuǎn)移，而不是延長將亡值的生命周期！（有一些文章中說延長生命周期毫無疑問是錯(cuò)的）
5.4 萬能引用
雖然右值引用很厲害，但是左值引用只能引用左值，右值引用只能引用右值。當(dāng)兩個(gè)變量/類型需要完成相同的功能，但差別僅僅是一個(gè)是左值，一個(gè)是右值時(shí)，就不得不寫兩個(gè)版本的功能函數(shù)，造成了代碼冗余。
所以，C++11又增加了一個(gè)萬能引用，可以接收左值和右值，如下：
template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{
//
}
int main()
{
PerfectForward(10);// 右值
int a;
PerfectForward(a);// 左值
PerfectForward(std::move(a)); // 右值
const int b = 8;
PerfectForward(b);// const 左值
PerfectForward(std::move(b)); // const 右值
return 0;
}
但是注意，如果傳過去的參數(shù)屬性為const，則模板內(nèi)不能對其更改；若沒有const屬性的參數(shù)，則可以修改，如下：
5.5 完美轉(zhuǎn)發(fā)
如果對于上面的模板中接收到的值，再一次傳參，會怎么樣呢？
首先，鋪墊一個(gè)小知識點(diǎn)，任何右值引用的本質(zhì)都是左值，比如：
int&& rr=10;
rr本身就是一個(gè)左值。因?yàn)?0作為一個(gè)常量本來沒有為其準(zhǔn)備存儲的地址，但是一旦被右值引用，就必須在內(nèi)存中為它開一個(gè)空間進(jìn)行存儲，這時(shí)rr就成了左值。
所以，在上面的代碼中，所有的t本質(zhì)都是左值，如下：
如果將其move一下，就全都變成右值了。那到底如何將其以原來的屬性傳參呢？
這個(gè)時(shí)候就要用到完美轉(zhuǎn)發(fā)了，它可以發(fā)在傳參的過程中保留對象原生類型屬性，如下：
完美轉(zhuǎn)發(fā)原理如下：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-413498.html
//完美轉(zhuǎn)發(fā)原型
T&& forward(T&& t) { return static_cast<T&&>(t); }
// 用法： template<typename T>
void func1(T && val) { func2(std::forward<T>(val)); }
// 當(dāng)傳入左值引用
void func1(T& && val) { func2(static_cast<T& &&>(val)); }
// 引用折疊后：
void func1(T& val) { func2(static_cast<T&>(val)); }
// 當(dāng)傳入右值引用
void func1(T&& && val) { func2(static_cast<T&& &&>(val)); }
// 引用折疊后：
void func1(T&& val) { func2(static_cast<T&&>(val)); }
本篇完，青山不改，綠水長流！文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-413498.html
到了這里，關(guān)于【C++11那些事兒（一）】的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
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