C++11新特性（一）

C++11简介

统一的列表初始化

变量类型推导

std::initializer_list

声明

auto

decltype

nullptr

STL的一些变化

右值引用

右值引用和左值引用

右值引用适用场景

移动构造和移动语义

对类的影响

可变参数模板

递归函数方式展开参数包

STL容器中的empalce相关接口函数

大家新年快乐！

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，所以要作为一个重点去学习。

统一的列表初始化

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。如下面的代码

struct Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{int x1 = 1;int x2{ 2 }; // 列表直接给变量赋值int array1[]{ 1, 2, 3, 4, 5 }; // 不加等号直接给数组初始化int array2[5]{ 0 }; Point p{ 1, 2 }; //类对象的初始化// 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;
}

可以说，C++11这种定义方式更加统一化了，使用起来也更加宽泛了，但在习惯上还是使用之前C++98里的那种语法形式，不过要是有这种代码出现也要能看懂。

变量类型推导

std::initializer_list

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进行赋值。

不仅对于list，包括 vector、map等STL容器都可以使用 initializer_list 进行初始化赋值。这些在大括号里的列表，会自动转化为 initializer_list 类型的数据，然后再调用容器本身的那些插入。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
#include<string>
#include<map>
using namespace std;
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， 使用大括号赋值不用写 pair 或者 make_pairmap<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };  dict.insert({ "zyb", "纪宁" });// 使用大括号对容器赋值v = { 10, 20, 30 };lt = { 1, 2, 3 };return 0;
}

声明

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。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
#include<string>
#include<map>
using namespace std;
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"} };	 auto it = dict.begin(); //map<string, string>::iterator it = dict.begin();return 0;
}

decltype

typeid().name()函数，可以用返回用字符串表示的变量的类型，但不能直接使用。而新增的关键字 decltype 将变量的类型声明为表达式指定的类型。例如下面的一些场景：

// 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doubledecltype(&x) p;  // p的类型是int*cout << typeid(ret).name() << endl;cout << typeid(p).name() << endl;F(1, 'a');return 0;
}

当传参数必须指明类型的时候，就可以使用 decltype 自动推导参数类型。

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

STL的一些变化

圈起来是C++11中的一些几个新容器，但实际最有用的是unordered_map和unordered_set。其他的作为了解即可。他们两个的使用具体使用可以参考 map 和 set 的使用，除了不能排序，其他功能别无二致。

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。

还有一些就是STL各容器中添加了更多的初始化方法，如前面的 initializer_list 初始化，大括号初始化等。

右值引用

右值引用和左值引用

传统的C++语法中就有引用的语法，而C++11中新增了的右值引用语法特性，所以从现在开始我们
之前学习的引用就叫做左值引用。无论左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。

什么是左值？什么是左值引用？

左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)，我们可以获取它的地址+可以对它赋
值，左值可以出现赋值符号的左边，右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰符后的左
值，不能给他赋值，但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。左值加上move就可以变为右值。

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。

什么是右值？什么是右值引用？

右值也是一个表示数据的表达式，如：字面常量、表达式返回值，函数返回值(这个不能是左值引
用返回)等等，右值可以出现在赋值符号的右边，但是不能出现出现在赋值符号的左边，右值不能
取地址。右值引用就是对右值的引用，给右值取别名。

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。

右值是不能取地址的，但是给右值取别名后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置的地址，也就是说例如：不能取字面量10的地址，但是rr1引用后，可以对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。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{double x = 1.1, y = 2.2; int&& rr1 = 10; // 对右值 “10” 进行引用 const double&& rr3 = x + y; // const 对右值进行引用 rr1 = 20; // 引用后的右值可以修改（不报错）rr2 = 5.5;// const 引用后的右值不能被修改（报错）return 0;
}

如何快速区分左值和右值？

能取地址就算左值，不能取地址就算右值。左值不一定在左边，一般可以修改（const 修饰是例外）；右值一定不能修改，一定在右边

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;// 以下几个是对上面左值的左值引用int*& rp = p;int& rb = b;const int& rc = c;int& pvalue = *p;double x = 1.1, y = 2.2;// 以下几个都是常见的右值//10;//x + y;//fmin(x, y);// 以下几个都是对右值的右值引用int&& rr1 = 10;double&& rr2 = x + y;double&& rr3 = fmin(x, y);// 这里编译会报错：error C2106: “=”: 左操作数必须为左值// 会报错10 = 1;x + y = 1;fmin(x, y) = 1;return 0;
}

右值引用适用场景

左值引用加上const 就能引用右值，那为什么还要设计右值引用呢？

我们先看左值引用的缺陷：但是当函数返回对象是一个局部变量，出了函数作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回。传值返回，一般要进行1~2次拷贝构造（新的编译器优化后只会进行一次拷贝构造），当拷贝构造为深拷贝的时候，效率就会比较低。

上面这个场景，就可以使用右值引用来解决！

移动构造和移动语义

移动构造就是将参数右值的资源窃取过来，占位已有，那么就不用做深拷贝了，所以它叫做移动构造，就是窃取别人的资源来构造自己。

移动语义的表现就是移动构造和移动赋值，移动语义的直接作用对象是函数的参数，发生移动的最直接的场景就是对自定义类型的参数进行传递的时候。当参数是作为右值形式进行传递时，会调用该类型的移动构造函数(或移动赋值)以构造临时对象。

在类中添加除拷贝构造外的移动构造成员函数，用来接收右值。

// 移动构造
string(string && s):_str(nullptr), _size(0), _capacity(0)
{// 直接将右值 s 的内容与 this里的相交换swap(s);
}

// 移动赋值
string & operator=(string && s)
{swap(s); // 直接将右值 s 的内容与 this里的相交换return *this;
}

当没有移动语义的时候，拷贝构造和赋值重载都要进行拷贝，就导致要做很对重复的拷贝工作。移动构造和移动赋值都是将传上来的右值里的数据转移到 this 中，少了数据的拷贝过程，效率就会得到很大提升！

但是要注意一点：如果直接传内置类型的右值，那么改变它的引用不会有什么伤害，但如果是左值加move变成了右值，那么这样做会导致原左值的资源被转移走，对左值加move需要谨慎！

对一个左值 i 加 move 实际不会改变 i 本身的属性，i 依然是左值，只是 move(i) 会返回一个右值。

对类的影响

原来C++类中，有6个默认成员函数：
1. 构造函数
2. 析构函数
3. 拷贝构造函数
4. 拷贝赋值重载
5. 取地址重载
6. const 取地址重载

C++11 新增了两个：移动构造函数和移动赋值运算符重载。

针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有一些需要注意的点如下：

如果你没有自己实现移动构造函数，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动构造，如果实现了就调用移动构造，没有实现就调用拷贝构造。
如果你没有自己实现移动赋值重载函数，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个，那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动赋值，如果实现了就调用移动赋值，没有实现就调用拷贝赋值。(默认移动赋值跟上面移动构造完全类似)
如果你提供了移动构造或者移动赋值，编译器不会自动提供拷贝构造和拷贝赋值。

可变参数模板

C++11的新特性可变参数模板能够让您创建可以接受可变参数的函数模板和类模板，相比于C++98/03，类模版和函数模版中只能含固定数量的模版参数，可变模版参数无疑是一个巨大的改进。

下面就是一个可变参数模板

// Args是一个模板参数包，args是一个函数形参参数包
// 声明一个参数包Args...args，这个参数包中可以包含0到任意个模板参数。
template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{cout << ...args << endl;
}

参数args前面有省略号，所以它就是一个可变模版参数，我们把带省略号的参数称为“参数包”，它里面包含了0到N（N>=0）个模版参数。

无法直接获取参数包args中的每个参数的，只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数，这是使用可变模版参数的一个主要特点，也是最大的难点，即如何展开可变模版参数。

递归函数方式展开参数包

// 终止函数
template<class T>
void ShowList(const T& t)
{cout << t << endl;
}// 展开函数
template <class T, class ...Args>
void ShowList(T value, Args... args)
{cout << value << " ";ShowList(args...);
}int main()
{ShowList('A');ShowList('A', 'B');ShowList('A', 'B', 'C');ShowList('A', 'B', 'C', 'D');return 0;
}

STL容器中的empalce相关接口函数

list

vector

emplace系列的接口，支持模板的可变参数，并且万能引用。

template <class... Args>
void emplace_back(Args&&... args);

emplace 系列的插入函数相较于传统的 inset、push_back 有什么优势呢？

其实，普通情况下，两者并没有什么不同，如果要进行深拷贝的话，emplace_back 是直接构造，而 push_back、insert等是先移动拷贝再构造，移动拷贝的代价极低；反倒是浅拷贝emplace_back 的效率会高更明显一些，不过也是差不多的。