文章目录

一.列表初始化
- 1. 花括号初始化
- 2. initializer_list
二.decltype
三.nullptr
四.STL的更新
- 1.STL新增容器
- 2.字符串转换函数
- 3.容器中的一些新方法

一.列表初始化

1. 花括号初始化

{ }的初始化

C++98中，标准允许使用大括号{}对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。比如：

struct Point
{
	int _x;
	int _y;
};
int main()
{
	//使用大括号对数组元素进行初始化
	int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int array2[5] = { 0 };

	//使用大括号对结构体元素进行初始化
	Point p = { 1, 2 };
	return 0;
}

C++11扩大了用大括号括起来的列表{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。比如：

struct Point
{
	int _x;
	int _y;
};
int main()
{
	//使用大括号对内置类型进行初始化
	int x1 = { 1 }; //可添加等号
	int x2{ 2 };    //可不添加等号

	//使用大括号对数组元素进行初始化
	int array1[]{1, 2, 3, 4, 5}; //可不添加等号
	int array2[5]{0};            //可不添加等号

	//使用大括号对结构体元素进行初始化
	Point p{ 1, 2 }; //可不添加等号

	//C++11中列表初始化也可以用于new表达式中（C++98无法初始化）
	int* p1 = new int[4]{0};       //不可添加等号
	int* p2 = new int[4]{1,2,3,4}; //不可添加等号
	return 0;
}

注意：用大括号对new表达式初始化时不能加等号。

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。比如：

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()
{
	//一般调用构造函数创建对象的方式
	Date d1(2022, 8, 29);

	//C++11支持的列表初始化，这里也会调用构造函数初始化
	Date d2 = { 2022, 8, 30 }; //可添加等号
	Date d3{ 2022, 8, 31 };    //可不添加等号
	return 0;
}

2. initializer_list

C++11中新增了initializer_list容器，该容器没有提供过多的成员函数。

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。

在这里插入图片描述

initializer_list本质就是一个大括号括起来的列表，如果用auto关键字定义一个变量来接收一个大括号括起来的列表，然后以typeid(变量名).name()的方式查看该变量的类型，此时会发现该变量的类型就是initializer_list。

int main()
{
	auto il = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	cout << typeid(il).name() << endl; //class std::initializer_list<int>
	return 0;
}

initializer_list容器没有提供对应的增删查改等接口，因为initializer_list并不是专门用于存储数据的，而是为了让其他容器支持列表初始化的。比如：

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()
{
	//用大括号括起来的列表对容器进行初始化
	vector<int> v = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	list<int> l = { 10, 20, 30, 40, 50 };
	vector<Date> vd = { Date(2022, 8, 29), Date{ 2022, 8, 30 }, { 2022, 8, 31 } };
	map<string, string> m{ make_pair("sort", "排序"), { "insert", "插入" } };

	//用大括号括起来的列表对容器赋值
	v = { 5, 4, 3, 2, 1 };
	return 0;
}

C++98并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，根本原因是因为C++11给这些容器都增加了一个构造函数，这个构造函数就是以initializer_list作为参数的。

在这里插入图片描述

当用列表对容器进行初始化时，这个列表被识别成initializer_list类型，于是就会调用这个新增的构造函数对该容器进行初始化。

这个新增的构造函数要做的就是遍历initializer_list中的元素，然后将这些元素依次插入到要初始化的容器当中即可。

以博主之前模拟实现的vector为例，如果要让其支持列表初始化，就需要增加一个以initializer_list作为参数的构造函数。比如：

namespace cl
{
	template<class T>
	class vector
	{
	public:
		typedef T* iterator;
		vector(initializer_list<T> il)
			:_start(nullptr)
			,_finish(nullptr)
			,_endofstorage(nullptr)
		{
			resize(il.size());
			for (auto e : il)
			{
				push_back(e);
			}
		}
		vector<T>& operator=(initializer_list<T> il)
		{
			//迭代器遍历
			//typename initializer_list<T>::iterator it = il.begin();
			//while (it != il.end())
			//{
			//	push_back(*it);
			//	it++;
			//}
			//范围for遍历

			vector<T> tmp(il);
			std::swap(_start, tmp._start);
			std::swap(_finish, tmp._finish);
			std::swap(_endofstorage, tmp._endofstorage);
			return *this;
		}
	private:
		iterator _start;
		iterator _finish;
		iterator _endofstorage;
	};
}

说明一下：

在构造函数中遍历initializer_list时可以使用迭代器遍历，也可以使用范围for遍历，因为范围for底层实际采用的就是迭代器方式遍历。
使用迭代器方式遍历时，需要在迭代器类型前面加上typename关键字，指明这是一个类型名字。因为这个迭代器类型定义在一个类模板中，在该类模板未被实例化之前编译器是无法识别这个类型的。
最好也增加一个以initializer_list作为参数的赋值运算符重载函数，以支持直接用列表对容器对象进行赋值，但实际也可以不增加。

如果没有增加以initializer_list作为参数的赋值运算符重载函数，下面的代码也可以正常执行：

vector<int> v = { 1, 2, 3, 4, 5 };
v = { 5, 4, 3, 2, 1 };

解释：

对于第一行代码，就是调用以initializer_list作为参数的构造函数完成对象的初始化。
而对于第二行代码，会先调用initializer_list作为参数的构造函数构造出一个vector对象，然后再调用vector原有的赋值运算符重载函数完成两个vector对象之间的赋值。

二.decltype

关键字decltype可以将变量的类型声明为表达式指定的类型。比如：

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;
	decltype(&x) p;
	cout << typeid(ret).name() << endl; //double
	cout << typeid(p).name() << endl;   //int const *

	F(1, 'a'); //int
	F(1, 2.2); //double

	return 0;
}

注意：通过typeid(变量名).name()的方式可以获取一个变量的类型，但无法用获取到的这个类型去定义变量。
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。比如：

void* GetMemory(size_t size)
{
	return malloc(size);
}
int main()
{
	//如果没有带参数，推导函数的类型
	cout << typeid(decltype(GetMemory)).name() << endl;
	//如果带参数列表，推导的是函数返回值的类型，注意：此处只是推演，不会执行函数
	cout << typeid(decltype(GetMemory(0))).name() << endl;
	return 0;
}

decltype不仅可以指定定义出的变量类型，还可以指定函数的返回类型。比如：

template<class T1, class T2>
auto Add(T1 t1, T2 t2)->decltype(t1+t2)
{
	decltype(t1+t2) ret;
	ret = t1 + t2;
	cout << typeid(ret).name() << endl;
	return ret;
}
int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;;   //int
	cout << Add(1, 2.2) << endl;; //double
	return 0;
}

三.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。

/* Define NULL pointer value */
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL    0
#else  /* __cplusplus */
#define NULL    ((void *)0)
#endif  /* __cplusplus */
#endif  /* NULL */

在大部分情况下使用NULL不会存在什么问题，但是在某些极端场景下就可能会导致匹配错误。比如：

void f(int arg)
{
	cout << "void f(int arg)" << endl;
}
void f(int* arg)
{
	cout << "void f(int* arg)" << endl;
}
int main()
{
	f(NULL);    //void f(int arg)
	f(nullptr); //void f(int* arg)
	return 0;
}

NULL和nullptr的含义都是空指针，所以这里调用函数时肯定希望匹配到的都是参数类型为int*的重载函数，但最终却因为NULL本质是字面量0，而导致NULL匹配到了参数为int类型的重载函数，因此在C++中一般推荐使用nullptr。

四.STL的更新

1.STL新增容器

C++11中新增了四个容器，分别是array、forward_list、unordered_map和unordered_set。

array容器

array容器本质就是一个静态数组，即固定大小的数组。

array容器有两个模板参数，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，代表的是数组中可存储元素的个数。比如：

int main()
{
	array<int, 10> a1;   //定义一个可存储10个int类型元素的array容器
	array<double, 5> a2; //定义一个可存储5个double类型元素的array容器
	return 0;
}

array容器与普通数组对比：

array容器与普通数组一样，支持通过[]访问指定下标的元素，也支持使用范围for遍历数组元素，并且创建后数组的大小也不可改变。
array容器与普通数组不同之处就是，array容器用一个类对数组进行了封装，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检查，调用at成员函数访问元素时采用抛异常检查。
而对于普通数组来说，一般只有对数组进行写操作时才会检查越界，如果只是越界进行读操作可能并不会报错。

但array容器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。

forward_list容器

forward_list容器本质就是一个单链表。

forward_list很少使用，原因如下：

forward_list只支持头插头删，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，时间复杂度为O(N)。
forward_list提供的插入函数叫做insert_after，也就是在指定元素的后面插入一个元素，而不像其他容器是在指定元素的前面插入一个元素，因为单链表如果要在指定元素的前面插入元素，还要遍历链表找到该元素的前一个元素，时间复杂度为O(N)。
forward_list提供的删除函数叫做erase_after，也就是删除指定元素后面的一个元素，因为单链表如果要删除指定元素，还需要还要遍历链表找到指定元素的前一个元素，时间复杂度为O(N)。

因此一般情况下要用链表我们还是选择使用list容器。