C++11 引入了的新特性与实例说明

C++11 引入了许多重要的新特性，以下是一些关键特性及其对应的示例代码，用于体现这些特性的用法和优势。

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1. 自动类型推导 (auto)

auto 关键字允许编译器自动推导变量的类型，简化代码书写。

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用 auto 自动推导迭代器类型for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}// 使用 auto 推导元素类型for (auto& value : vec) {std::cout << value << " ";}return 0;
}

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2. 范围基于的 for 循环

范围 for 循环简化了对容器或数组的遍历。

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用范围 for 循环遍历容器for (const auto& value : vec) {std::cout << value << " ";}return 0;
}

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3. Lambda 表达式

Lambda 表达式允许在代码中定义匿名函数，常用于简化回调函数或算法中的函数对象。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用 Lambda 表达式作为谓词std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {return a > b; // 降序排序});for (const auto& value : vec) {std::cout << value << " ";}return 0;
}

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4. 右值引用和移动语义 (std::move)

右值引用和移动语义允许高效地转移资源，避免不必要的拷贝。

#include <iostream>
#include <string>class MyString {
public:MyString(const char* str) {std::cout << "Constructor called!" << std::endl;size = strlen(str);data = new char[size + 1];memcpy(data, str, size + 1);}// 移动构造函数MyString(MyString&& other) noexcept {std::cout << "Move constructor called!" << std::endl;data = other.data;size = other.size;other.data = nullptr;other.size = 0;}~MyString() {delete[] data;}void print() const {std::cout << data << std::endl;}private:char* data;size_t size;
};int main() {MyString s1("Hello");MyString s2 = std::move(s1); // 调用移动构造函数s2.print(); // 输出: Hello// s1.print(); // 错误：s1 的资源已被转移return 0;
}

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5. 智能指针 (std::unique_ptr, std::shared_ptr)

智能指针用于自动管理动态内存，避免内存泄漏。

#include <iostream>
#include <memory>class MyClass {
public:MyClass() {std::cout << "MyClass constructed!" << std::endl;}~MyClass() {std::cout << "MyClass destroyed!" << std::endl;}void doSomething() {std::cout << "Doing something!" << std::endl;}
};int main() {// 使用 std::unique_ptrstd::unique_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass());ptr1->doSomething();// 使用 std::shared_ptrstd::shared_ptr<MyClass> ptr2 = std::make_shared<MyClass>();ptr2->doSomething();return 0;
}

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6. nullptr 关键字

nullptr 用于替代 NULL，表示空指针，避免类型歧义。

#include <iostream>void foo(int* ptr) {if (ptr) {std::cout << "Pointer is not null!" << std::endl;} else {std::cout << "Pointer is null!" << std::endl;}
}int main() {int* ptr = nullptr;foo(ptr); // 输出: Pointer is null!int x = 10;ptr = &x;foo(ptr); // 输出: Pointer is not null!return 0;
}

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7. std::thread 多线程支持

C++11 引入了标准库对多线程的支持。

#include <iostream>
#include <thread>void threadFunction() {std::cout << "Hello from thread!" << std::endl;
}int main() {std::thread t(threadFunction);t.join(); // 等待线程结束std::cout << "Main thread finished!" << std::endl;return 0;
}

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8. std::function 和 std::bind

std::function 用于存储可调用对象，std::bind 用于绑定参数。

#include <iostream>
#include <functional>void printSum(int a, int b) {std::cout << "Sum: " << a + b << std::endl;
}int main() {// 使用 std::function 存储可调用对象std::function<void(int, int)> func = printSum;func(2, 3); // 输出: Sum: 5// 使用 std::bind 绑定参数auto boundFunc = std::bind(printSum, 10, std::placeholders::_1);boundFunc(5); // 输出: Sum: 15return 0;
}

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9. constexpr 常量表达式

constexpr 用于在编译时计算常量表达式。

#include <iostream>constexpr int factorial(int n) {return (n <= 1) ? 1 : n * factorial(n - 1);
}int main() {constexpr int result = factorial(5); // 编译时计算std::cout << "Factorial of 5: " << result << std::endl; // 输出: 120return 0;
}

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10. std::array 和 std::tuple

std::array 是固定大小的数组容器，std::tuple 用于存储多个不同类型的值。

#include <iostream>
#include <array>
#include <tuple>int main() {// 使用 std::arraystd::array<int, 3> arr = {1, 2, 3};for (const auto& value : arr) {std::cout << value << " ";}std::cout << std::endl;// 使用 std::tuplestd::tuple<int, double, std::string> tup(10, 3.14, "Hello");std::cout << std::get<0>(tup) << " " << std::get<1>(tup) << " " << std::get<2>(tup) << std::endl;return 0;
}

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总结

以上示例展示了 C++11 中一些重要的新特性，包括自动类型推导、范围 for 循环、Lambda 表达式、移动语义、智能指针、nullptr、多线程支持、std::function 和 std::bind、constexpr 以及 std::array 和 std::tuple。这些特性极大地提高了 C++ 的现代化编程能力。