C++11——基础新增特性

C++的前身是“C with Classes”， 最早于 1979年由 祖师爷Bjarne Stroustrup（本贾尼·斯特劳斯特鲁普） 在贝尔实验室开始设计，旨在将 Simula（一种具有重大历史意义的编程语言）的 面向对象特性引入C语言。于1983年正式命名为C++。

作为如今热门的主流编程语言，C++有其制定标准与特性的委员会。
标准委员会成立：1990年，C++标准委员会成立，开始C++的标准化进程。
C++98标准： 1998年，发布了第一个C++正式标准，即C++98。这个标准使得C++更加稳定，并被广泛采用。同时，C++的标准库也得到了扩展，引入了诸如STL（Standard Template Library） 等功能。

历史发展
1998年是C++标准委员会成立的第一年，本来计划以后每5年视实际需要更新一次标准，C++国际标准委员会在研究C++ 03的下一个版本的时候，一开始计划是2007年发布，所以最初这个标准叫C++ 07。但是到06年的时候，官方觉得2007年肯定完不成C++ 07，而且官方觉得2008年可能也完不成。最后干脆叫C++ 0x。x的意思是不知道到底能在07还是08还是09年完成。结果2010年的时候也没完成，最后在2011年终于完成了C++标准。所以最终定名为C++11。这也是为什么经常听到C++98，C++11的原因，期间的多个版本要么是难产，要么只是对之前大版本的打补丁。直到C++11的到来。

C++11历经九九八十一难，终于艰难问世…，要知道隔壁 Java 可是每两年乃至每六个月更新一次新标准。于是，在C++11之后，委员会规定每三年更新一次新标准。

C++11介绍

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。

C++11主要更新：
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，所以我们要作为一个重点去学习。C++11增加的语法特性非常篇幅非常多，我们这里没办法一一讲解，所以本文主要讲解实际中比较实用的语法。

C++11新增特性
C++11 官网：https://en.cppreference.com/w/cpp/11

后续标准与修订：

C++03标准：2003年，发布了C++03标准，对C++98仅有很少的修订。
C++11标准：2011年，发布了C++11标准，这是C++标准的一次重大升级，增加了大量新特性，如自动类型推导、智能指针、Lambda表达式、并发编程等，使得C++变得更加现代化和易用。
C++14标准：2014年，发布了C++14标准，这是对C++11的一些小修订和改进。
C++17标准：2017年，发布了C++17标准，引入了一些新特性，例如文件系统库、并行STL、变量模板、constexpr if等。
C++20标准：2020年，发布了C++20标准，增加了概念（Concepts）、协程（Coroutines）、范围概述（Ranges）、模块（Modules）等重磅特性，进一步增强了C++的灵活性和强大性。

虽说现在已经更新到20了，但是有些版本只是小改动，像11，17，20这样的版本才更新了不少实用的新功能。但是实际上由于多方因素，最新的版本也不会大范围被快速使用，存在一定的滞后性，况且C++上手也有一定难度，前面的就够吃一壶的了，学习成本比较高。

再者就是编译器对新版本是否支持
编译器是否支持
主流的编译器有：GCC、Clang、MSVC，其中 GCC 就是在 Linux 中使用的编译器，基本上 GCC 4.6 及后续版本就能对 C++11 进行很好的支持，而 MSVC 是微软 VS 系列的编译器，从 VS 2015 及后续版本对C++11 语法支持较好

统一的列表初始化

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

初始化

C++11 中对 { } 进行了全面升级，使其不仅能初始化数组，还能初始化内置类型，用户定义的自定义类型以及 STL 中的容器的初始化

对内置类型

内置类型

注意C++11之后初始化变量采用{}时，可以不加=符号； 但是可读性不是很好，不推荐。

有了C++11后的{}，map的插入操作就会简洁很多。
map插入

实际上，{}的升级其实并不是什么新鲜事，其本质就是调用了构造函数。

如下面的日期类：
类对象在实例化时会自动调用构造函数初始化

Date d1(2024, 10, 12);

而d2这种写法实际上进行了隐式类型转化，采用了构造加赋值；先构造一个无名对象，再赋值

Date d2 = { 2024, 10, 12 };

如果要禁止隐式类型转化，在构造函数前面加上关键字explicit，这样就能禁止隐式类型转化了
禁止转化
此时的d3为C++11{}升级后的写法，发现不受隐式类型转化的影响

虽说使用{}初始化时，可以不用=，那d2，d3不应该是一样的吗？需要注意的是上述的d1，d2，d3中只有d3是C++11之后才支持的写法，d1，d2是C++11之前就支持的语法，且语言是有向前性的，所以此处d2的写法并不是11之后的写法

Date d3{ 2024, 10, 12 };//升级后的{}，不需要进行隐式类型转化

所以{}的升级支持内置，自定义类型的初始化实际上就是通过构造函数实现的。

构造函数

initializer_list

上面介绍了{}对内置类型，用户定义的自定义类型的升级；而C++11过后{}对 STL 中的容器的初始化也进行了升级，使得容器的初始化更加得心应手。

介绍使用前先了解initializer_list，initializer_list是一个类模板，提供以下成员函数：

提供了begin和end函数，用于支持迭代器遍历。
以及size函数支持获取容器中的元素个数

如：下面就是一个initializer_list

auto il1 = { 1,2,3,4,5,6 };

使用typeid查看il1的类型

typeid(il1).name()

可以看到编译器会自动识别{}里面的元素类型，此时类模板initializer_list的类型已经推导出来为int了
typeid

具体细节请参考——initializer_list参考文档

使用场景

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，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。

	list<string> l1 = { "huawei","apple","xiaomi","oppo" };//构造函数l1 = { "vivo","redmi" };//赋值

注意：
需要区分initializer_list与构造函数的迭代器区间构造：

    //构造函数的迭代器区间构造int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };vector<int>v2(arr, arr+sizeof(arr) / sizeof(int));

initializer_list是在{}中添加任意多个同类型元素，大小是任意的。
迭代器区间构造需要指明出区间范围，也就是大小是固定的。

C++11之后，各大容器也都新增了该构造函数接口
vector

list
map
要实现该接口也简单，借助std里的initializer_list，再利用范围for将元素添加到容器中即可。如：在list中添加该接口。

		list(initializer_list<T> il){list_init();for (const auto& e : il){push_back(e);}}

声明

c++11提供了多种简化声明的方式，尤其是在使用模板时。

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推断。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

使用

int TestAuto()
{return 10;
}int main()
{int a = 10;auto b = a;auto c = 'a';auto d = TestAuto();cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;cout << typeid(d).name() << endl;//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化return 0;
}

typeid是一个运算符，它用于在运行时确定一个对象的类型信息

注意事项：

使用auto定义变量时必须对其进行初始化， 在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。
当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。

	auto a = 1, b = 2;auto c = 3, d = 4.0;  // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同

auto不能作为函数的参数

//错误示例：参数无法推导
void TestAuto(auto a)
{}

auto不能直接用来声明数组

//错误示例
void TestAuto()
{int a[] = { 1,2,3 };auto b[] = { 4,5,6 };
}

auto在使用模板时会提供很大的便捷性，如使用map的迭代器

例如获取map的普通迭代器，如果要自己一五一十的写类型，就需要像it2一样，但是有了auto就可以让编译器自己推导了。

int main()
{std::map<string, string> m;auto it1 = m.begin();std::map<string, string>::iterator it2 = m.begin();cout << typeid(it1).name() << endl;cout << typeid(it2).name() << endl;return 0;
}

通过typeid查看迭代器类型，可以看到it1与it2类型是一致的

auto

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

decltype的使用需要指定推导的类型比auto麻烦一点。根据场景选择合适的就好。

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

所以C++中使用空指针就用nullptr。

范围for

使用：
范围for
该语法就是使用auto自动推导所要访问的数据，紧接着编译器会自己去使用该容器所提供的迭代器（访问方式）去访问数据。

数组天生就支持随机访问。


int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };for (auto e : arr){cout << e << " ";}cout << endl;vector<int> v= { 1,2,3,4,5,6,7 };for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;set<int> s = { 1,2,3,4,5,6,7 };for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}