【C++】C++11——简介|列表初始|简化声明|nullptr与范围for|STL中的变化

一、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**

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二、列表初始化

C++98中，标准允许使用花括号{}对数组元素进行统一的列表初始值设定。举个例子：

struct Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{Point p1 = { 1,2 };int array1[] = { 1,2,3,4,5 };int array2[5] = { 0 };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()
{Point p1 = { 1,2 };int array1[] = { 1,2,3,4,5 };//去掉赋值符号Point p2{ 2,2 };int array2[]{ 1,2,3,4,5 };//更加离谱int x1 = 1;int x2 = { 1 };int x3{ 1 };return 0;
}

new 表达式初始化时一定不能添加等号：

int* p3 = new int[10];int* p4 = new int[10]{ 1,2,3,4 };
Point* p5 = new Point[2]{ {1,1},{2,2} };

日期类构造函数初始化：

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(1, 1, 1);//构造函数Date d2{ 1,1,1 };return 0;
}

对于上面这些都是比较轻松的，更多的在于容器的初始化：

int main()
{vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6,7,8};vector<int> v1 = { 1,2,3,4 };list<int> lt = { 1,2 };list<int> lt1 = { 1,2,3,4,5,6,7 };return 0;
}

vector和list为什么可以这样子初始化，这就要说到一个新的容器了：initializer_list

initializer_list 是一个容器，是 C++11 新增的：

只提供了 begin 和 end 函数，用于迭代器遍历；以及获取容器中的元素个数的 size 函数：

{}的本质就是initializer_list，如果我们使用auto来定义一个变量去接收一个大括号括起来的列表，然后用 typeid(变量名).name() 查看变量的类型，此时会发现该变量的类型就是 initializer_list👇

这个东西到底有什么用：C++98 不支持直接用列表对容器进行初始化，这种初始化方式是在C++11引入initializer_list后才支持的，而这些容器之所以支持使用列表进行初始化，是因为C++11提供了一个构造函数，以initializer_list为参数

看一下C++11vector的构造：

当用列表对容器进行初始化时，会被认为是initializer_list类型，此时不管有多少个值都能够被初始化vector。而我们之前自己实现的vector是无法支持的，现在我们可以为之前自己模拟实现的vector提供一个构造函数：遍历initializer_list 中的元素，然后push_back进要初始化的容器当中：

vector(initializer_list<T> il):_start(nullptr), _finish(nullptr), _endofstorage(nullptr)
{typename initializer_list<T>::iterator it = il.begin();while (it != il.end()){push_back(*it);++it;}
}

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三、简化声明

C++11提供了多种简化声明的方式。

1.auto

auto使用的前提是：必须要对auto声明的类型进行初始化，否则编译器无法推导出auto的实际类型。

如果类型过长，比如迭代器的名称，我们就可以使用auto，用于实现自动类型推断：

int main()
{int x = 0;auto y = x;cout << typeid(x).name() << endl;cout << typeid(y).name() << endl;return 0;
}

typeid只能查看类型不能用其结果类定义类型

2.decltype

decltype是根据表达式的实际类型推演出定义变量时所用的类型

template<class T1, class T2>
void F(T1 t1, T2 t2)
{decltype(t1 * t2) ret = t1 * t2;cout << typeid(ret).name() << endl;cout << ret << endl;
}int main()
{int x = 0;decltype(x) y;cout << typeid(y).name() << endl;F(1, 2.2);
}

typeid(变量名).name()的方式只能获取一个变量的类型，但无法获取这个类型去定义变量。而decltype除了能够推演表达式的类型，还能推演函数返回值的类型。

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四、nullptr与范围for

• nullptr

nullptr:由于C++中NULL被定义成字面量0，这样就可能会带来一些问题：因为0是既能表示指针常量，又能表示整型常量，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  /* NULL */

• 范围for

C++11中还有范围for，范围for循环后的括号由冒号分为两部分，第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围：

int main()
{vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6 };for (auto& e : v){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}

范围for本质上是由迭代器支持的，在代码编译的时候，编译器会自动将范围for替换为迭代器的形式

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五、STL中一些变化

C++11中新增了容器，分别是array、forward_list、unordered_map和unordered_set

• array

array是一个静态数组，即固定大小的数组，没有资格与vector对比：

array有两个模板参数，第一个模板参数代表的是存储的类型，第二个模板参数是一个非类型模板参数，代表数组中存储元素个数

int main()
{array<int,10> a1;int a2[10];a2[11];//没报错return 0;
}

array与普通数组的对比：

C语言数组对于越界检查是抽查的，越界可能检查不出来，但是对于array的越界读写都能检查出来的

因为array用一个类对数组做了封装，并且在访问array容器中的元素时会进行越界检查：用[]访问元素时采用断言，调用at成员函数访问元素时采用抛出异常检查。

当然，vector也可以检查出越界的情况，而且array没有初始化，并且与其他容器不同的是，array容器的对象是创建在栈上的，因此array容器不适合定义太大的数组，不如vector

• forward_list容器

forward_list容器本质就是一个单链表，很少使用：

forward_list只提供了头插头删，不支持尾插尾删，因为单链表在进行尾插尾删时需要先找尾

forward_list提供插入insert_after在指定的元素后面插入一个元素，而不像其他容器是在指定的元素前面插入一个元素，单链表要找到指定元素前一个元素就要重新遍历一遍，删除也是erase_after，也就是删除指定元素后的一个。

所以我们一般还是使用list容器

• C++11新的接口

C++11给容器都增加了一些新的接口：

最开始说的提供了一个以initializer_list作为参数的构造函数，用于支持列表初始化

比较鸡肋的接口：cbegin 、cend系列，以及缩容接口shrink_to_fit(异地)

比较有用：

移动构造和移动赋值

emplace_xxx插入接口

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本篇结束…