一、C++11
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。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，这里只介绍实际中比较实用的语法。
二、列表初始化
1. 列表初始化的使用
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：
struct Point { int _x; int _y; }; int main() { int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int array2[5] = { 0 }; Point p = { 1, 2 }; 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() { 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。
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(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. 初始化列表的底层原理
初始化列表的底层套用的是std::initializer_list。std::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std::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。std::initializer_list参考文档。
例如：
- list
- vector
三、C++11新的声明
c++11提供了多种简化声明的方式，尤其是在使用模板时。
1. 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。
例如：
int main() { int i = 10; auto p = &i; auto pf = strcpy; cout << typeid(p).name() << endl; cout << typeid(pf).name() << endl; map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} }; //map<string, string>::iterator it = dict.begin(); auto it = dict.begin(); return 0; }
使用auto可以使代码写起来更加的简单、便捷。
2. decltype
关键字decltype将变量的类型声明为表达式指定的类型。
例如：
// 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double decltype(&x) p; // p的类型是int* cout << typeid(ret).name() << endl; cout << typeid(p).name() << endl; int z = 0; decltype(z) tmp; cout << typeid(tmp).name() << endl; F(1.1, 1.1); return 0; }
3. 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
四、容器变化
1. 新容器
用橘色圈起来是C++11中的一些几个新容器，但是实际最有用的是unordered_map和unordered_set。
unordered_map和unordered_set可见前面的文章：
【C++ unordered_map和unordered_set的使用】
【哈希原理及模拟实现并封装unordered系列关联式容器】
2. 容器中新增方法
如果我们再细细去看会发现基本每个容器中都增加了一些C++11的方法，但是其实很多都是用得比较少的。比如提供了cbegin和cend方法返回const迭代器等等，但是实际意义不大，因为begin和end也是可以返回const迭代器的，这些都是属于锦上添花的操作。
实际上C++11更新后，容器中增加的新方法最后用的插入接口函数的右值引用版本：
std::vector::emplace_back
std::vector::push_back
std::map::insert
std::map::emplace
…
使用右值引用的版本可以提高效率，右值引用见下文。
五、右值引用和移动语义
1. 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中新增了的右值引用语法特性。无论左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。
左值和左值引用：
左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)，我们可以获取它的地址，可以对它赋值，左值可以出现赋值符号的左边，右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰符后的左值，不能给他赋值，但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。
int main() { // 以下的p、b、c、*p都是左值 int* p = new int(0); int b = 1; const int c = 2; // 以下几个是对上面左值的左值引用 int*& rp = p; int& rb = b; const int& rc = c; int& pvalue = *p; return 0; }
右值和右值引用：
右值也是一个表示数据的表达式，如：**字面常量、表达式返回值，函数返回值(这个不能是左值引用返回)**等等，右值可以出现在赋值符号的右边，但是不能出现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。
int main() { double x = 1.1, y = 2.2; // 以下几个都是常见的右值 10; x + y; fmin(x, y);//函数 // 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; return 0; }
需要注意的是右值是不能取地址的，但是给右值取别名后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置的地址，也就是说例如：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 去引用，是不是感觉很神奇，这个了解一下实际中右值引用的使用场景并不在于此，这个特性也不重要。
int main() { double x = 1.1, y = 2.2; int&& rr1 = 10; const double&& rr2 = x + y; rr1 = 20; rr2 = 5.5; // 报错 return 0; }
2. 左值引用和右值引用的比较
- 左值引用
- 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
- 但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值。
int main() { // 左值引用只能引用左值，不能引用右值。 int a = 10; int& ra1 = a; // ra为a的别名 //int& ra2 = 10; // 编译失败，因为10是右值 // const左值引用既可引用左值，也可引用右值。 const int& ra3 = 10; // const左值引用, 引用右值 const int& ra4 = a; // const左值引用, 引用左值 return 0; }
- 右值引用
- 右值引用只能右值，不能引用左值。
- 但是右值引用可以move以后的左值。
int main() { // 右值引用只能右值，不能引用左值。 int&& r1 = 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&& r3 = std::move(a); return 0; }
3. 右值引用的使用场景及意义
既然左值引用既可以引用左值又可以引用右值，那么为什么C++11还要提出右值引用呢，下面我们来看看左值引用的短板，右值引用是如何补齐这个短板的！
这里以模拟实现的string为例。
namespace lhf { class string { public: typedef char* iterator; iterator begin() { return _str; } iterator end() { return _str + _size; } string(const char* str = "") :_size(strlen(str)) , _capacity(_size) { //cout << "string(char* str)" << endl; _str = new char[_capacity + 1]; strcpy(_str, str); } // s1.swap(s2) void swap(string& s) { ::swap(_str, s._str); ::swap(_size, s._size); ::swap(_capacity, s._capacity); } // 拷贝构造 string(const string& s) :_str(nullptr) { cout << "string(const string& s) -- 深拷贝" << endl; string tmp(s._str); swap(tmp); } // 赋值重载 string& operator=(const string& s) { cout << "string& operator=(string s) -- 深拷贝" << endl; string tmp(s); swap(tmp); return *this; } // 移动构造 string(string&& s) :_str(nullptr) , _size(0) , _capacity(0) { cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl; swap(s); } // 移动赋值 string& operator=(string&& s) { cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl; swap(s); return *this; } ~string() { delete[] _str; _str = nullptr; } char& operator[](size_t pos) { assert(pos < _size); return _str[pos]; } void reserve(size_t n) { if (n > _capacity) { char* tmp = new char[n + 1]; strcpy(tmp, _str); delete[] _str; _str = tmp; _capacity = n; } } void push_back(char ch) { if (_size >= _capacity) { size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2; reserve(newcapacity); } _str[_size] = ch; ++_size; _str[_size] = '\0'; } //string operator+=(char ch) string& operator+=(char ch) { push_back(ch); return *this; } const char* c_str() const { return _str; } private: char* _str; size_t _size; size_t _capacity; // 不包含最后做标识的\0 }; }
左值引用的使用场景：
做参数和做返回值都可以提高效率。
void func1(lhf::string s) {} void func2(const lhf::string& s) {} int main() { lhf::string s1("hello world"); // func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝，提高效率的使用场景和价值 func1(s1); func2(s1); // string operator+=(char ch) 传值返回存在深拷贝 // string& operator+=(char ch) 传左值引用没有拷贝提高了效率 s1 += '!'; return 0; }
左值引用的短板：
但是当函数返回对象是一个局部变量，出了函数作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回。例如：
lhf::string to_string(int value) 函数中可以看到，这里只能使用传值返回，传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。
namespace lhf { lhf::string to_string(int value) { bool flag = true; if (value < 0) { flag = false; value = 0 - value; } lhf::string str; while (value > 0) { int x = value % 10; value /= 10; str += ('0' + x); } if (flag == false) { str += '-'; } std::reverse(str.begin(), str.end()); return str; } } int main() { /* 在lhf::string to_string(int value)函数中可以看到，这里只能使用传值返回， 传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。 */ lhf::string ret1 = lhf::to_string(1234); lhf::string ret2 = lhf::to_string(-1234); return 0; }
to_string的返回值是一个右值，用这个右值构造ret2，如果没有移动构造，就会匹配调用string的拷贝构造，因为const左值引用可以调用右值，实现深拷贝。
右值引用和移动语义解决左值引用的短板：
在lhf::string中增加移动构造，移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来，占位已有，那么就不用做深拷贝了，所以它叫做移动构造，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() { lhf::string ret1 = lhf::to_string(1234); lhf::string ret2 = lhf::to_string(-1234); return 0; }
再运行上面lhf::to_string的两个调用，我们会发现，这里没有调用深拷贝的拷贝构造，而是调用了移动构造，移动构造中没有新开空间，拷贝数据，所以效率提高了。
to_string的返回值是一个右值，用这个右值构造ret2，如果既有移动构造又有拷贝构造，因为编译器会选择最匹配的参数调用。那么这里就会调用移动构造，是一个移动语义。
除了移动构造，还有移动赋值：
在lhf::string类中增加移动赋值函数，再去调用lhf::to_string(1234)，不过这次是将lhf::to_string(1234)返回的右值对象赋值给ret1对象，这时调用的是移动构造。
// 移动赋值 string& operator=(string&& s) { cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl; swap(s); return *this; } int main() { lhf::string ret1; ret1 = lhf::to_string(1234); return 0; }
运行结果：
这里运行后，我们看到调用了一次移动构造和一次移动赋值。因为如果是用一个已经存在的对象接收，编译器就没办法优化了。lhf::to_string函数中会先用str生成构造生成一个临时对象，但是我们可以看到，编译器很聪明的在这里把str识别成了右值，调用了移动构造。然后在把这个临时对象做为lhf::to_string函数调用的返回值赋值给ret1，这里调用的移动赋值。
C++ 11新特性详解2;https://developer.aliyun.com/article/1383797
