一起来看看，C++11标准，那些超实用的新特性有哪些？

news2024/10/6 18:23:58

C++11标准是 ISO/IEC 14882:2011 - Information technology -- Programming languages -- C++ 的简称，也称为C++0x。它由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）旗下的C++标准委员会（ISO/IEC JTC1/SC22/WG21）于2011年8月12日公布，并于2011年9月正式出版。

C++11标准对C++98标准做了重大的修正和改进。C++11标准引入了许多新特性，主要包括以下几个方面：

01 智能指针：

C++11引入了智能指针，用于自动管理动态分配的内存。智能指针主要有三种类型：std::unique_ptr（独占智能指针）、std::shared_ptr（共享智能指针或引用计数智能指针）和std::weak_ptr（观察者智能指针）。这些智能指针在超出作用域时会自动释放内存，从而避免了内存泄漏和悬挂指针的问题。

#include <memory>

// 自定义类
class MyClass;

// 创建一个std::shared_ptr智能指针对象。
std::shared_ptr<MyClass> pMyClass = std::make_shared<MyClass>();

02 线程库：

C++11引入了线程库，用于支持多线程编程。线程库提供了多种类和函数，包括std::thread（线程类）、std::mutex（互斥类）、std::condition_variable（条件变量类）等，用于创建和管理线程、同步线程以及等待线程完成等操作。

03 随机数生成器：

C++11引入了随机数生成器，用于生成各种类型的随机数。随机数生成器位于头文件中，主要包括std::random_device、std::mt19937和各种分布函数。下面看一个生成随机数的例子：

#include <random>

// 生成随机数例子。
std::random_device rd;
std::mt19937 gen(rd());
int iValue = gen();    // 生成随机数

04 基于范围for循环：

C++11引入了基于范围for循环（range-based for loop），用于遍历数组、容器等数据结构。范围for循环的语法如下：

// 语法：
for (auto element : container) {
    // 循环体
}
// 其中，container是要遍历的容器，element是容器中的每个元素。

// 例子：
#include <vector>
std::vector<int> vecDatas;
for (int v : vecDatas)
{
    // 循环体
}

05 lambda表达式：

C++11引入了lambda表达式，用于定义匿名函数。lambda表达式可以捕获其所在作用域中的变量，并使用这些变量在lambda函数体中定义操作。以下是一个lambda表达式的使用例子：

#include <vector>
#include <algorithm>

// 创建一个存储int的动态数组vector。
std::vector<int> vecValues{22,33,11};

// 利用lambda表达式对vector降序排序。
std::sort(vecValues.begin(), vecValues.end(), [](int a, int b)
    {
        return a > b;
    }
);

06 右值引用和移动语义：

C++11引入了右值引用和移动语义，用于优化资源管理。右值引用和移动语义可以避免资源泄漏和拷贝操作，提高程序的性能和安全性。

07 类型推导：

C++11引入了类型推导（type deduction），使用关键字auto来自动推导变量的类型。这可以提高代码的可读性和可维护性。

#include <map>
#include <string>

std::map<int, std::string> mapDatas;
// ...

// 以下auto使用自动推导特性。
auto iter = mapDatas.find(1);
if (mapDatas.end() != iter)
{
    // ...
}

08 追踪返回类型：

C++11引入了追踪返回类型（trailing return type），允许在函数声明中指定返回类型，而不是在函数名之前。这可以提高代码的可读性和可维护性。

09 nullptr：

C++11引入了新的空指针常量nullptr，用于表示空指针。nullptr比NULL更加安全，因为它是一个常量表达式，不能被隐式转换为整数类型。记得以后不要再使用NULL了。

// 自定义类
class MyClass;

// 类指针初始nullptr
MyClass* pMyClass = nullptr;

10 长整数类型：

C++11引入了新的长整数类型long long（64位长整数），它能够表示比int和long类型更大的整数。

11 静态断言：

C++11引入了静态断言static_assert，用于在编译时检查条件是否为真。如果条件为假，则编译器会生成错误信息。

12 外部模板：

C++11引入了外部模板（extern template），允许在头文件中声明模板，并在其他文件中定义它们。这可以提高编译速度并减少重复代码。

13 列表初始化：

C++11引入了列表初始化语法（list initialization），允许使用大括号{}来初始化变量和容器。这种语法比传统的赋值语法更加清晰和安全。来看几个例子：

#include <map>
std::map<int, float> mapDatas;

// 传统方式插入数据
mapDatas.insert(std::pair<int, float>(1, 1.25));
// 或者下面这种
mapDatas.insert(std::make_pair(1, 1.25));

// C++11方式插入数据
mapDatas.insert( { 1, 1.25 } );

// 传统的初始化
double dValue = 1.25;
// C++11支持这种初始化
double dValue {1.25};