C++11的一些新特性|右值引用|STL中的一些变化

文章目录

1、{}初始化

2、声明

2.1auto

2.2、decltype

2.3、nullptr

2.4.范围for循环

3、STL中的一些新变化

3.1.新容器

3.2容器中的一些新方法

4.右值引用和移动语义

左值引用和右值引用

左值引用的短板：

右值引用使用场景和意义：

move的作用：

完美转发

5.新的类功能

移动构造和移动赋值

类成员变量初始化

强制生成默认函数关键字default:

禁止生成默认函数的关键字delete

1、{}初始化

在c++98中，标准允许使用{}对数组或者结构体进行初始化,如下：

struct Point
{
 int _x;
 int _y;
};

int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int array2[5] = { 0 };
Point p = { 1, 2 };

c++11扩大了{}的使用范围，使其可用于对所有内置类型和用户自定义类型，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
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、声明

2.1auto

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
int i = 10;
auto p = &i;

2.2、decltype

关键字decltype将变量的类型声明为表达式指定的类型

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*

2.3、nullptr

c++中Null被定义为0，这样可能会带来一些问题，因为0既能指针常量，又能表示整形常量。c++中nullptr用来表示空指针。

2.4.范围for循环

之前已经用过很多次，这里不再详细阐述。

3、STL中的一些新变化

3.1.新容器

3.2容器中的一些新方法

比如提供了cbegin和cend方法返回const迭代器等。但是实际意义不大，因为begin和end也是可以返回const迭代器的。实际上c++11更新后，容器中新增的新方法最后用的插入接口的右值引用版本。接下来先介绍右值引用。

4.右值引用和移动语义

左值引用和右值引用

传统的c++语法中就有引用的语法，而c++11中新增了右值引用的语法特性，无论是左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。

左值：左值是一个数据的表达（如变量名或者解引用的指针），我们可以获取它的地址，也可以对他进行赋值。左值可以出现在赋值符号的左边，右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰后的左值，不能给他赋值，但是可以获取他的地址。左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。

int * p = new int(0);
int b = 1;
const int c = 2;

//对左值引用
int *&rp = p;
int &rb= b;
const int& rc = c;
int& pvalue = *p;

右值：右值也是一个数据表达式，如：字面变量，表达式返回值，函数返回值（临时变量）（这个不能是左值引用返回）等。右值可以出现在赋值符号的右边，但是不能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。

需要注意的是，右值是不能取地址。但给右值取别名后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置地址。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取引用。

double x = 1.1 , y = 2.2;

//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
10 = 1;
x+y = 1;
fmin(x,y) = 1;

左值引用和右值引用比较：

1.左值引用只能引用左值，不能引用右值

2.const左值引用既可以引用左值，也可以引用右值

右值引用总结：

1.右值引用只能引用右值，不能引用左值

2.但是右值引用可以引用move以后的左值
int && rr1 = 10;

 // error C2440: “初始化”: 无法从“int”转换为“int &&”
 // message : 无法将左值绑定到右值引用
 int a = 10;
 int&& r2 = a;

//右值引用可以引用move以后的左值
int &&rr3 = std::move(a);

左值引用的短板：

当函数返回一个局部变量，出了作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回，传值返回至少会导致一次拷贝构造（旧一些的编译器可能会两次拷贝构造）

右值引用使用场景和意义：

1.作为返回值和参数都可以提高效率。在类中增加移动构造，移动构造本质上是将参数右值的资源窃取，占为己有，那么就不用做深拷贝，所以叫它移动构造，就是窃取别人的资源来构造自己

// 移动构造
string(string&& s)
 :_str(nullptr)
 ,_size(0)
 ,_capacity(0)
{
 cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl;
 swap(s);
}
int main()
{
 bit::string ret2 = bit::to_string(-1234);
 return 0;
}

2.移动赋值在类中增加移动赋值函数

// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{
cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl;
swap(s);
return *this;
}
int main()
{
 bit::string ret1;
 ret1 = bit::to_string(1234);
 return 0;
}
// 运行结果：
// string(string&& s) -- 移动语义
// string& operator=(string&& s) -- 移动语义

move的作用：

有些场景下，可能真的需要用右值去引用左值实现移动语义。当需要用右值引用引用一个左值时，可以通过move函数将左值转化为右值。C++11中，std::move()函数位于头文件中，该函数名字具有迷惑性，它并不搬移任何东西，唯一的功能就是将一个左值强制转化为右值引用，然后实现移动语义。
int main()
{
    string s1("hello world"); // 这里s1是左值，调用的是拷贝构造
    string s2(s1);
 // 这里我们把s1 move处理以后, 会被当成右值，调用移动构造
 // 但是这里要注意，一般是不要这样用的，因为我们会发现s1的 资源被转移给了s3，s1被置空了。
 string s3(std::move(s1));
 return 0;
}

完美转发

模板中的&&万能引用

void Fun(int &x){ cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int &x){ cout << "const 左值引用" << endl; }
比特就业课
std::forward 完美转发在传参的过程中保留对象原生类型属性
void Fun(int &&x){ cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int &&x){ cout << "const 右值引用" << endl; }
// 模板中的&&不代表右值引用，而是万能引用，其既能接收左值又能接收右值。
// 模板的万能引用只是提供了能够接收同时接收左值引用和右值引用的能力，
// 但是引用类型的唯一作用就是限制了接收的类型，后续使用中都退化成了左值，
// 我们希望能够在传递过程中保持它的左值或者右值的属性, 就需要用我们下面学习的完美转发

std::forward完美转发在传参的过程中保留对象原生类型属性

void Fun(int &x){ cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int &x){ cout << "const 左值引用" << endl; }
void Fun(int &&x){ cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int &&x){ cout << "const 右值引用" << endl; }
// std::forward<T>(t)在传参的过程中保持了t的原生类型属性。
template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{
 Fun(std::forward<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;
}

5.新的类功能

移动构造和移动赋值

原来c++类中，有6个默认成员函数：构造，析构，拷贝构造，拷贝赋值，取地址重载，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。

针对移动构造和移动赋值运算符重载，有一些需要注意的点：

如果没有自己实现移动构造，且没有实现析构，拷贝构造，拷贝赋值重载中的任意一个，那么编译器会自己生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造，对内置类型成员会按字节拷贝，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。移动拷贝赋值和移动构造完全类似。如果自己提供了移动构造（移动赋值），编译器不会自动提供。

类成员变量初始化

c++11允许在类定义时给成员变量初始缺省值，默认生成构造函数会使用这些缺省值初始化

强制生成默认函数关键字default:

C++11 可以让你更好的控制要使用的默认函数。假设你要使用某个默认的函数，但是因为一些原

因这个函数没有默认生成。比如：我们提供了拷贝构造，就不会生成移动构造了，那么我们可以

使用 default 关键字显示指定移动构造生成。

class Person
{
public:
 Person(const char* name = "", int age = 0)
 :_name(name)
 , _age(age)
 {}
 Person(const Person& p)
 :_name(p._name)
 ,_age(p._age)
 {}

 Person(Person&& p) = default;
private:
 bit::string _name;
 int _age;
};
int main()
{
 Person s1;
 Person s2 = s1;
 Person s3 = std::move(s1);
 return 0;
}

禁止生成默认函数的关键字delete

如果能想要限制某些默认函数的生成，在 C++98 中，是该函数设置成 private ，并且只声明补丁

已，这样只要其他人想要调用就会报错。在 C++11 中更简单，只需在该函数声明加上 =delete 即

可，该语法指示编译器不生成对应函数的默认版本，称 =delete 修饰的函数为删除函数

class Person
{
public:
 Person(const char* name = "", int age = 0)
 :_name(name)
 , _age(age)
 {}
 Person(const Person& p) = delete;
private:
 bit::string _name;
 int _age;
};
int main()
{
 Person s1;
 Person s2 = s1;
 Person s3 = std::move(s1);
 return 0;
}