【C++ 入门精讲4】内存管理、auto、decltype等C++11新特性（附代码）

前言本篇笔记整理本人手写代码及对应知识点涵盖C内存动态管理new/delete、operator new等、C11新特性auto、decltype、增强for循环、nullptr、using、字符串操作等内容所有内容均来自代码注释拆解开讲清每个核心规则和易错点。一、C 内存动态管理知识点1. C语言内存动态管理函数malloc、realloc、calloc、free需手动计算空间大小、强制类型转换且申请失败返回NULL。2. C内存动态管理方式new关键字、operator new()运算符函数、new()定位函数搭配delete关键字使用。3. new关键字特性自动识别数据类型大小申请失败抛出异常无需判断是否为空可直接初始化。4. operator new()/operator delete()仅负责空间申请/释放不进行初始化功能与C语言malloc/free一致。5. new()定位函数配合operator new()使用先定位空间位置再进行初始化组合后等价于new关键字的功能。6. 数组内存管理new数组需用[]指定大小初始化可加{}delete数组必须加[]否则会报错多维数组内存管理与一维数组逻辑一致注意指针类型匹配。对应代码#includestdio.h #includeassert.h #includestring.h #includestdlib.h #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #includeiostream #includectime #includecmath using namespace std; //operator new()只负责空间的申请不会去进行初始化功能同malloc int* p (int*)operator new(sizeof(int)); *p 100; operator delete(p);//operator new()对应的删除函数 //初始化定位加上初始化 new(p) int(0);//意思就是说先定位到p的位置在进行初始化与operator new()函数配套使用 //上面两个的组合构成下面new函数的功能。 int* p new int(0); //C的new自动依据数据类型识别大小并且去自动初始化。 int* q new int[10] {0};//中括号代表分派一块连续的内存空间数组的个数为中括号里的值,小括号里的值代表对指针数组进行初始化 int (*a)[4] new int[3][4]{0};//代表对指针数组进行初始化 //int** b new int[3][4]{ 0 };这个是不对的在c加加中类型严格匹配头指针指向的是一个数组必须是int (*)[4]类型不可以是二级指针所以这句话会报错 //因为在这里int[4]就已经是一个类型没有必要去再退化成int*,所以这里不能写成int**否则c会报错。 //这是因为退化发生在 “解引用后的数组” 上而非 “指向数组的指针 a 本身” ——a 始终是一级指针类型为 int (*)[4]永远不会变成二级指针int** 。 int (*arr)[4] (int (*)[4])operator new(3 * 4 * sizeof(int)); new(arr) int[3][4] {0};//代表对指针数组进行初始化。 operator delete(arr); srand(time(NULL)); for (int i 0; i 3; i) { for (int j 0; j 4; j) { a[i][j] rand() % 1001; } } for (int i 0; i 3; i) { for (int j 0; j 4; j) { couta[i][j] endl; } } //代表对数组中每个元素进行初始化的值。 *p 20; cout*pendl; delete p; delete []q;//删除数组时一定要加中括号否则会报错。 delete[]a;//删除多维数组也是这种格式。二、auto 与 decltype 关键字C11 新特性知识点1. auto自动类型识别可替换具体数据类型不能用于函数形参但可用于函数返回类型。2. decltype(表达式)依据表达式识别类型返回表达式最终结果的类型可作为函数形参和返回类型。3. decltype 关键细节括号内表达式是否加额外括号会改变推导结果如decltype(b)与decltype((b))推导类型不同。4. decltype 与函数结合传入函数名参数表推导函数返回值类型仅传入函数名推导函数指针类型可用于定义函数指针。对应代码//auto 能否用于函数形式参数和返回类型上 //auto 不能用于函数形参上但可以用于返回类型上 //auto add(auto a 1 ,auto b20) //{ // return a b; //} void test(const char* name) { couthellonameendl; } decltype(10) sub(decltype(1) a, int b) { return a - b; } int add(int a, int b) { return a b; }三、C11 其他新特性及字符串操作知识点1. 增强for循环语法为for([const]数据类型 []变量:数组或容器)适用于有序空间迭代每次迭代获取数组/容器一个元素。2. 空指针C语言NULL存在二义性本质是0整数类型C用nullptr解决此问题专门表示空指针。3. using可用于定义类型别名替代typedef语法为using 新名称 数据类型更简洁直观。4. 字符串操作C语言字符串存储在常量区不可修改、栈上可修改C string类支持多种初始化方式可通过迭代器或增强for循环遍历还可实现进制转换等功能。对应代码int main() { //c11新特性部分知识点auto decltype,for(:),nullptr,using //auto 自动类型识别可替换为具体的数据类型 auto a 10; //int auto b 20; //const char* auto c A;//char auto d 2.5;//double //auto int(*)[4] auto p new int[3][4]{ 0 }; delete[]p; //decltype(表达式) 依据表达式来识别类型,也就是说它返回的是其括号里面的表达式最终结果的类型所以它也看作是类型。 //这里面的表达式甚至可以是一个函数,但是返回的结果因decltype传参的时候所传的函数有无人为的传递参数表来区分。 decltype(10) a20; //a为int类型 decltype(b) b230; //b2为const char *类型 decltype((b)) b3b2; //b3为const char *类型 // decltype 中一个非常关键的细节 ——其内的小括号内的参数括号的有无会完全改变推导结果 // decltype((b)) 里的 b3 并不是普通的 const char*而是 const char*对 const char* 的引用 //也就是说这个多出来的一对小括号我们把它看成decltype 和 变量名中间的引用符号。 decltype(add(1, 2)) a30; //a为int类型//我们传了参数表 decltype(test)* func1test;//func为void(const char*)类型没有传递参数表传递函数指针//声明函数 //decltype(test) func1test;不可以因为c中函数的声明不能直接赋值或调用 //C 的类型系统不允许直接使用 “函数类型” 变量来调用函数 func1(a);//调用函数 //定义函数指针 decltype(test) func2 test; func2(b);//调用函数 //由sub函数我们知道decltype(表达式)可以作为形式参数也可作为函数的返回类型 //3.增强for循环每次迭代时都会从数组或容器获得一个元素并且赋值给变量然后执行循环体 //适用于 有序的空间迭代 int arr[10]{ 0 }; int n 1; //for([const]数据类型 []变量:数组或容器){} for (auto vr : arr) { vr n; coutvr ; } cout endl; //4.空指针的二义性 //NULL c的存在二义性。:0 是整数 //c解决NULL二义性问题的空指针nullptr。 //5.using 定义类型别名 //相当于typedef 定义类型的别名的另一种方法也就是或typedef 可以被using 替代。 //using 新名称 数据类型 //typedef 数据类型 新名称 using Callbackfunc decltype(test); Callbackfunc func test; func(c); using u32 unsigned int; u32 a00 10; cout a00 endl; //c表示字符串写法 //1.char * s1 1,2,3; //2.char s2[10] 1,2,3; //strtok(s1,,);//error因为内容存储在常量区 //strtok(s2,,);//ok,字符串在栈上可以修改 //strtok只能切割变量不能切割常量 string s1 123; string s2; s2 123; string s3(20, -);//代表初始化20个-。 cout s3 endl; cout s1: s1 endl; cout s3 endl; string s4 hi,disesn; string s5(s4, 3);//下标3开始拷贝s4的内容 cout s5endl; //2.字符串的迭代 for (auto v : s4) { cout v ; } cout endl; string s6 01101110; //将二进制的字符串转换成十进制的数值 int ret 0; int len s6.length(); int i len; for (auto v : s6) { ret (v - 0) * pow(2, i - 1); i--; } return 0; }附录本人原版完整代码未做任何修改可直接复制上机#if 0 #includestdio.h #includeassert.h #includestring.h #includestdlib.h #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #includeiostream #includectime #includecmath using namespace std; #if 0 int main() { //c中内存动态管理的函数有哪些 //malloc,realloc,calloc,free; // int *arr (int *)malloc(10 * sizeof(int)); // int *arr (int *)calloc(10, sizeof(int)); // int *arr (int *)realloc(arr, 20 * sizeof(int)); // free(arr); //c中也存在内存动态管理函数 // 1new关键字 // new申请空间失败后则会抛出异常直接中断程序而不会像c语言的动态分配函数一样返回NULL所以我们在c中可以不用判断是否为空。 // 1.new -delete关键字 // // 2.operator new()运算符函数-对应operator delete()运算符函数 // // // //3 new()定位函数 // 2delete关键字 //所以综上来说new可以为函数也可以为指针。 //operator new()只负责空间的申请不会去进行初始化功能同malloc int* p (int*)operator new(sizeof(int)); *p 100; operator delete(p);//operator new()对应的删除函数 //初始化定位加上初始化 new(p) int(0);//意思就是说先定位到p的位置在进行初始化与operator new()函数配套使用 //上面两个的组合构成下面new函数的功能。 int* p new int(0); //C的new自动依据数据类型识别大小并且去自动初始化。 int* q new int[10] {0};//在关键字中小括号里的值代表对基本类型的初始化值如果是中括号那么就是代表分派一块连续的内存空间数组的个数为中括号里的值,小括号里的值代表对指针数组进行初始化 int (*a)[4] new int[3][4]{0};//代表对指针数组进行初始化 //int** b new int[3][4]{ 0 };这个是不对的在c加加中类型严格匹配头指针指向的是一个数组必须是int (*)[4]类型不可以是二级指针所以这句话会报错 //因为在这里int[4]就已经是一个类型没有必要去再退化成int*,所以这里不能写成int**否则c会报错。 //这是因为退化发生在 “解引用后的数组” 上而非 “指向数组的指针 a 本身” ——a 始终是一级指针类型为 int (*)[4]永远不会变成二级指针int** 。 int (*arr)[4] (int (*)[4])operator new(3 * 4 * sizeof(int)); new(arr) int[3][4] {0};//代表对指针数组进行初始化。 operator delete(arr); srand(time(NULL)); for (int i 0; i 3; i) { for (int j 0; j 4; j) { a[i][j] rand() % 1001; } } for (int i 0; i 3; i) { for (int j 0; j 4; j) { couta[i][j] endl; } } //代表对数组中每个元素进行初始化的值。 *p 20; cout*pendl; delete p; delete []q;//删除数组时一定要加中括号否则会报错。 delete[]a;//删除多维数组也是这种格式。 return 0; } #endif //auto 能否用于函数形式参数和返回类型上 //auto 不能用于函数形参上但可以用于返回类型上 //auto add(auto a 1 ,auto b20) //{ // return a b; //} void test(const char* name) { couthellonameendl; } decltype(10) sub(decltype(1) a, int b) { return a - b; } int add(int a, int b) { return a b; } int main() { //c11新特性部分知识点auto decltype,for(:),nullptr,using //auto 自动类型识别可替换为具体的数据类型 auto a 10; //int auto b 20; //const char* auto c A;//char auto d 2.5;//double //auto int(*)[4] auto p new int[3][4]{ 0 }; delete[]p; //decltype(表达式) 依据表达式来识别类型,也就是说它返回的是其括号里面的表达式最终结果的类型所以它也看作是类型。 //这里面的表达式甚至可以是一个函数,但是返回的结果因decltype传参的时候所传的函数有无人为的传递参数表来区分。 decltype(10) a20; //a为int类型 decltype(b) b230; //b2为const char *类型 decltype((b)) b3b2; //b3为const char *类型 // decltype 中一个非常关键的细节 ——其内的小括号内的参数括号的有无会完全改变推导结果 // decltype((b)) 里的 b3 并不是普通的 const char*而是 const char*对 const char* 的引用 //也就是说这个多出来的一对小括号我们把它看成decltype 和 变量名中间的引用符号。 decltype(add(1, 2)) a30; //a为int类型//我们传了参数表 decltype(test)* func1test;//func为void(const char*)类型没有传递参数表传递函数指针//声明函数 //decltype(test) func1test;不可以因为c中函数的声明不能直接赋值或调用 //C 的类型系统不允许直接使用 “函数类型” 变量来调用函数 func1(a);//调用函数 //定义函数指针 decltype(test) func2 test; func2(b);//调用函数 //由sub函数我们知道decltype(表达式)可以作为形式参数也可作为函数的返回类型 //3.增强for循环每次迭代时都会从数组或容器获得一个元素并且赋值给变量然后执行循环体 //适用于 有序的空间迭代 int arr[10]{ 0 }; int n 1; //for([const]数据类型 []变量:数组或容器){} for (auto vr : arr) { vr n; coutvr ; } cout endl; //4.空指针的二义性 //NULL c的存在二义性。:0 是整数 //c解决NULL二义性问题的空指针nullptr。 //5.using 定义类型别名 //相当于typedef 定义类型的别名的另一种方法也就是或typedef 可以被using 替代。 //using 新名称 数据类型 //typedef 数据类型 新名称 using Callbackfunc decltype(test); Callbackfunc func test; func(c); using u32 unsigned int; u32 a00 10; cout a00 endl; //c表示字符串写法 //1.char * s1 1,2,3; //2.char s2[10] 1,2,3; //strtok(s1,,);//error因为内容存储在常量区 //strtok(s2,,);//ok,字符串在栈上可以修改 //strtok只能切割变量不能切割常量 string s1 123; string s2; s2 123; string s3(20, -);//代表初始化20个-。 cout s3 endl; cout s1: s1 endl; cout s3 endl; string s4 hi,disesn; string s5(s4, 3);//下标3开始拷贝s4的内容 cout s5endl; //2.字符串的迭代 for (auto v : s4) { cout v ; } cout endl; string s6 01101110; //将二进制的字符串转换成十进制的数值 int ret 0; int len s6.length(); int i len; for (auto v : s6) { ret (v - 0) * pow(2, i - 1); i--; } return 0; } #endif