了解c++11中的新增

一，统一的初始化列表

在引入c++11后，我们得出计划都可以用初始化列表进行初始化。

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 。

int  main()
{int i = 0;int j = { 0 };int k{ 0 };int l(0);//如日期类return 0;
}//对象的初始化
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;}//日期类对象的初始化
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 };//这里的本质就是，以该参数构造对象再拷贝给给这里的对象Date* d4 = new Date[3]{ {2023,5,3}, {2022, 1, 3},{2023,1,2} };return 0;
}

数组与链表的初始化

int main()
{vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6 };list<string> l = { "hello","world" };return 0;
}

并且再c++11引入了std::initializer_list ，一种特殊的构造方式：

initiallizer_list

initializer_list是C++11提供的新类型，定义在头文件中。 用于表示某种特定类型的值的数组，和vector一样，initializer_list也是一种模板类型。即一组数据的类型。

一般它的作用也就是为了支持容器的参数列表的构造。

如下：通过typeid我们来查看il的类型，

库中的定义： 

 

 库中实现了三个成员函数，分别是首尾和大小。我们不难看出这肯定是实现了迭代器，也确实是这样样，他的迭代器就是他的原生指针。

int main()
{auto il = { 1,2,3,4,5 };cout << typeid(il).name()<<endl;auto it = il.begin();while (it != il.end()){cout << *it;it++;}cout << endl;for (auto it : il){cout << it;}return 0;
}

 对于initailizer_list,不仅仅是一般的类型的数据的和，对于vector,list,map,set等构造都支持参数列表（nitailizer_list）这样的初始化：

int main()
{pair<string, string> kv = { "希尔排序","1" };map<string, string> p = { kv,{"冒泡排序","2"},{"快速排序","3"}};//初始化map时，除了用pair，我们这里也可以用initializer_list  ->实际上回隐式类型转换为pairfor(auto &it:p){cout << it.first<<" "<<it.second<< endl;}return 0;
}

 二，声明

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腿断。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。

自动类型推导，更加简便的声明。实际当中，我们一般范围for用，

decltype

关键字 decltype 将变量的类型声明为表达式指定的类型。

int main()
{//对于类型推导 我们知道typidint i = 10;double j = 10.2;cout << typeid(i).name() << endl;cout << typeid(j).name() << endl;//获取类型的字符串 但不能当作类型去定义 //我们平时需要定义时就用auto定义，但若我们的模板参数需要这个类型如何取到这个类型//利用关键字decltype 获取数据类型vector<decltype(j)> v;v.push_back(1);v.push_back(2);for (int i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i]<<" ";}decltype(j) data;//可以当作类型用定义return 0;}

三，范围for

就是迭代器基础实现的遍历，写起来更加方便，我们差不多已经都熟练使用。

四，智能指针

智能指针主要用于管理在堆上分配的内存，它将普通的指针封装为一个栈对象。当栈对象的生存周期结束后，会在析构函数中释放掉申请的内存，从而防止内存泄漏。C++ 11中最常用的智能指针类型为shared_ptr,它采用引用计数的方法，记录当前内存资源被多少个智能指针引用。该引用计数的内存在堆上分配。

五，c++11种STL库中的变化

  新容器：forward_list(单链表)，arry(静态数组)，两个哈希表封装的无序关联容器unordered_map,unordered_set。

实际应用中，arry没谁用，我们有vetor，单链表意义也不大，虽然节省空间，但对于尾删效率太低下了，较有大用处的是者两个无序容器.

六，右值引用与移动语义（重要）

什么是左值，什么是右值？

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。

我们之前学习的引用就叫做左值引用。无论左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。

什么是左值？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()
{//下面三个变量都是左值     我们可以给它赋值，主要看他是否可以取地址int* p = new int(1);int b = 0;const int c = 10;//i还是左值int i = 0;int j = i;}

什么是右值？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()
{int i = 0, j = 0;//如下都是右值  右值可以是表达式，返回值，右值无法取地址10;i + j;fmin(i , j);//之前的引用都是左值引用，我们来看看右值引用int&& r = 10;double &&r1= i + j;int&& min = fmin(i, j);}

左值引用不能直接给给右值取别名，需要const。右值引用也不能直接给左值引用，这里可以move后引用。

int main()
{//左值引用给右值取别名,不能直接引用，右值不能被修改，因此需要constconst int& i = 10;int&& j = 10;//右值引用右值int&& m = i + j;//右值引用引用左值     不能直接引用，还是需要转化类型   //右值引用可以给move后的左值引用int p = 10; int q = 10;int&& r = move(q);int&& n = (const int) q;}

引入右值引用与左值引用的效果一样，减少大量拷贝。

那么右值引用是如何使用的？

右值引用的场景

因为在函数的返回值中，如果要对函数返回的值引用，则必须要满足，在函数的声明周期结束后，值的生命周期还在，否则就无法使用引用。

那我们想要返回该如何？比如说我们自己实现string里面的tostring:

//那么如何实现这里的ret返回引用呢？
string tostring(int x)
{string ret;while (x){int val = x % 10;x = x / 10;ret += (val + '0');}reverse(ret.begin(),ret.end());return ret;
}

在正常引用函数的返回值肯定不行。

首先函数返回值是一个右值，我们需要使用右值引用，其次右值引用还是要考虑到该问题，函数调用完毕，释放函数栈帧时，对应的返回值的生命周期也结束了，此时引用，引用的就是个空。

首先在c++中，右值分为纯右值与将亡值（自定义的右值）。

首先对于正常的返回，不调用引用，过程是这样的：

首先ret在这里会调用三次深拷贝，代价太大，那么有无优化的方案？

 对于这里的ret，还是传值返回，但是在即将销毁时，我们可以将它识别是一个将亡值（右值），对于将亡值，我们拷贝构造时，使用右值引用传参（移动拷贝），直接把资源转移过来，不再进行深度拷贝，但是在进入main函数中的拷贝之后，赋值是不支持右值对象的，因此这里还需要实现右值赋值。

amespace myspace
{class string{public:typedef char* iterator;iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}string tostring(int x){string ret;while (x){int val = x % 10;x = x / 10;ret += (val + '0');}return ret;}string(const char* str = ""):_size(strlen(str)), _capacity(_size){_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);}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  右值引用string(string&& s):_str(nullptr), _size(0), _capacity(0){cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl;swap(s);}// 移动赋值  右值引用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};
}

通过右值引用我们减掉了深度拷贝的代价。这里我们一般还可以通过调试查看函数调用信息，

对于将亡值，我们一般使用move将一个左值转化为将亡值。自定义的右值一般也是将亡值。

仔细看的话，用过右值引用，我们还将他的生命周期延长了，我们通过右值引用使得这份资源还在。

当然我这里的右值引用，移动构造对于深拷贝就能发挥它的作用，浅拷贝的自定义类型没什么用。

注意：注意move移动语义，本是是不会改变这个值的属性，而是调用后的返回值的类型发生了改变。

其次对于一个右值的引用之后它的属性是一个左值，因为右值不能被修改，但是右值的右值引用可以被修改，否则无法实现移动构造，与移动复制。

库中的一些应用

 除了返回值可以被引用外，移动构造与移动拷贝相对于左值的拷贝构造，赋值。更加的快速和节省空间，因为我们这里直接是引用。

通过右值引用实现了返回值的引用，以这种方式许多场景下的应用就可以实现了。

c+11后，我们通过转化为右值，使用移动构造，移动拷贝，效率就会高许多。

STL容器在c++11后，都增加了移动构造与移动赋值。

vector的构造与赋值

 

list的构造与赋值

以及push操作也基本添加了右值版本：

万能引用

c++11在提供右值及右值引用后，还增加了万能引用。

所谓的万能引用，就是模板参数的引用，这里用的是&&，但不代表是右值引用。

格式如下：

template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{Fun(t);
}

通过万能引用，是左值就调左值引用，是右值就调右值引用。但是还是要记住一点，右值被右值引用之后，属性是左值，因此在处理右值传参用右值对应的接口，我们都需要吧接口里的值的类型在move一下。

注意事项：

针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有一些需要注意的点如下：

如果你没有自己实现移动构造函数，且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任

意一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造函数，对于内置类

型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动构造，

如果实现了就调用移动构造，没有实现就调用拷贝构造。

如果你没有自己实现移动赋值重载函数，且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中

的任意一个，那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数，对于内

置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动赋

值，如果实现了就调用移动赋值，没有实现就调用拷贝赋值。 ( 默认移动赋值跟上面移动构造

完全类似 )

如果你提供了移动构造或者移动赋值，编译器不会自动提供拷贝构造和拷贝赋值。

七.defalut与delete

强制生成默认函数的关键字default,;取消生成默认函数的关键字delete:

C++11可以让你更好的控制要使用的默认函数。假设你要使用某个默认的函数，但是因为一些原

因这个函数没有默认生成。比如：我们提供了拷贝构造，就不会生成移动构造了，那么我们可以

使用default关键字显示指定移动构造生成。 当然我们也可以取消不让这些函数生成。

八，模板的可变参数

首先我们知道函数的参数可以是可变参数，c++11对模板也引入了可变参数。

这里的参数，我们叫可变参数包，

template<class ...Args> //模板的可变参数包
void show(Args...arg)
{//可以包含任意多个类型的参数
}

STL容器中的 empalce相关接口函数：就是可变参数

emplace 系列的接口，支持模板的可变参数，并且也可以万能引用。

以vector为例，在c++11当中增加了两个家口，emplace与emplace_back,这两个接口都是用来

插入的，emplace_back尾插，那么这两个插入与insert有什么区别呢？

首先就是可变参数，emplace会根据参数将Args作为构造函数的参数构造出一个该元素，然后插入其中。

#include <iostream>
#include <vector>int main ()
{std::vector<int> myvector = {10,20,30};myvector.emplace_back (100);myvector.emplace_back (200);std::cout << "myvector contains:";for (auto& x: myvector)std::cout << ' ' << x;std::cout << '\n';return 0;
}//运行结果  myvector contains: 10 20 30 100 200

在引入移动构造与构造时，insert就是先构造，在移动构造插入，而对于emplace是直接构造插入。对于大一点的浅拷贝的自定义类型，emplace相对于会更好一点。

九，lambda表达式

在c++98之前，比如我们在用sort进行排序时，我们是传一个仿函数，且该种排序只能支持库里提供的类型，另外的类型就需要我们重写一个仿函数传进去。

操了c++11,虽然问题得到了解决，但是人们认为这样写还是太过麻烦，比如每次传参进去的仿函数都必须以它如何排序的方式进行命名，因为具体实现的比较我们是看不到的，因此借鉴了python的lambda表达式，实现更加方便，更加清晰的比较。

lambda表达式的构成：

lambda 表达式书写格式： [capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement

}

lambda 表达式各部分说明：

[capture-list] : 捕捉列表 ，该列表总是出现在 lambda 函数的开始位置， 编译器根据 [] 来

判断接下来的代码是否为 lambda 函数 ， 捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供 lambda

函数使用 。

(parameters) ：参数列表。与 普通函数的参数列表一致 ，如果不需要参数传递，则可以

连同 () 一起省略。

mutable ：默认情况下， lambda 函数总是一个 const 函数， mutable 可以取消其常量

性。使用该修饰符时，参数列表不可省略 ( 即使参数为空 ) 。---不需要一般可以忽略不写

->returntype ：返回值类型 。用 追踪返回类型形式声明函数的返回值类型 ，没有返回

值时此部分可省略。 返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推

导 。

{statement} ：函数体 。在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获

到的变量。

事实上lalmbda本质就是一个函数对象，我们一般这样去使用它：

int main()
{//比如简单写一个打印出入的参数
auto it=	[]       (int x)    ->int   { cout << x; return 0; };//捕捉列表  参数列表  返回类型   函数体//我们一般用auto自定推导类型来获取这个对象it(1);//对象传参
//当然我们也可以省略返回值类型，它可以自动推导
//auto it=[](int x){ cout << x; return 0; };return 0;
}

 那么我们就可以用lambda去替换仿函数。

现在我们就可以用lambda表达式去实现仿函数一样的功能：

int main()
{vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };//仿函数sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());//lambda//这里的lambda可以理解为匿名函数对象sort(v.begin(), v.end(), [](Goods &it1,  Goods& it2) {return it1._price > it2._price; });sort(v.begin(), v.end(), [](Goods &it1, Goods& it2) {return it1._price < it2._price; });return 0;
}

因为sort函数提供的是模板（对于比较这一部分），因此我们只要传参可调用的对象就可以。

那么有人就开始疑惑了，lambda返回类型到底是一个什么？通过typeid我们可以看看：

int main()
{auto p=[](Goods& it1, Goods& it2) {return it1._price > it2._price; };auto q = [](Goods& it1, Goods& it2) {return it1._price > it2._price; };cout << typeid(p).name()<<endl;cout << typeid(q).name()<<endl;
}

 实际上是一个类,每个lambda都有自己对应的类。

关于捕捉列表，lambda表的是其他构成我们能理解，但对于捕捉列表是什么呢？

所谓的捕捉，就是可以将父作用域里的变量直接拿来使用，但传值过来的变量无法被修改。

除了传值，也可以传引用捕捉，但在书写方面与取地址写法一样，注意别混淆。

传值就是普通函数传参，传引就是引用传参。如果想捕捉地址，就实现把地址取出来。

当然捕捉引用时，它自动传参时，此时就不再使用mutable了。

即：

int x = 1; int y = 2;//不捕获时auto q = [](int x, int y)->void{int temp = x;x = y;y = temp;};q(x, y);//这里只是作为参数传递过去，形参的改变不影响实参cout<<x<<" " << y << endl;//捕获时，但注意，这里虽然捕获了，可以直接用//但此时默认情况下这里的函数是不能修改的，需要加入mutable表示可修改auto p = [x, y]()mutable-> void {int temp = x;x = y;y = temp;};p();//这里只是作为参数传递过去，形参的改变不影响实参cout << x << " " << y << endl;auto n = [&x, &y]()-> void{int temp = x;x = y;y = temp;};n();//这里是传引用，因此会完成交换cout << x << " " << y << endl;

lambda的原理也是仿函数。

十，包装器

function

有了仿函数，lambda，实际上还有函数指针，这三个本质其实都一样，都是一个函数，可以被其他对象调用去实现某个功能。因为除了函数指针和仿函数还能传，lanmbda的类型我们是不得而知的，需要function去将这些包装，我们能直接获取其类型。

因此在c++11中又提出一个概念包装器，就是跟适配器一样。

我们之前学习单链表，栈和队列等就是用vector，list去适配出这样的一个结构。

而这里的包装器，就是用函数指针，或者lambda，仿函数去适配（包装）我们所需要的一个“函数对象”，去被调用。

语法：class function

std::function 在头文件 < functional >

// 类模板原型如下

template < class T > function ;     

template < class Ret , class ... Args >

class function < Ret ( Args ...) > ;

模板参数说明：

Ret : 被调用函数的返回类型

Args… ：被调用函数的形参

 function的本质就是一个类模板，适配就是去适配 仿函数，函数指针，lambda的其中一个。

//包装器 function
//我们还是以交换两个整数为例
//仿函数
struct Swap1
{void operator()(int& x, int& y){int temp = x;x = y;y = temp;}
};
//函数
void Swap2(int& x,int& y)
{int temp = x;x = y;y = temp;
}
//lambda
auto Swap3 = [](int& x, int& y)->void {int temp = x; x = y; y = temp; };
//首先我们先来使用一下
int main()
{int x = 1; int y = 2;//可以包装这三个function<void(int&, int&)> p1 = Swap1();p1(x, y);cout << x << " " << y << endl;function<void(int&, int&)> p2 = Swap2;p2(x, y);cout << x << " " << y << endl;function<void(int&, int&)> p3 = Swap3;p3(x, y);cout << x << " " << y << endl;//通过function模板 ，在传入参数时，我们就可以选择三个其中之一进行传参map<string, function<void(int&, int&)> >  op = { {"仿函数", Swap1()},{"函数指针", Swap2},{"lambda", Swap3} };/*m.insert(make_pair("仿函数", Swap1()));m.insert(make_pair("函数指针", Swap2));m.insert(make_pair("仿函数", Swap3));*///map<string, function<void(int&, int&)> >  m = { {"仿函数", p1},{"函数指针", p2},{"仿函数", p3} };op["仿函数"](x, y); op["函数指针"](x, y);op["lambda"](x, y);}

当然这里我们的函数的参数类型是一样的。

包装成员函数

在包装成员函数时，我们需要注意几点：

1.指定类域

2.要在成员函数前加&符号，才表示成员函数的地址

3.传参需要加入他的地址

class Func
{
public:static int Add1(int x, int y){return x + y;}double Add2(double  x, double  y){return x + y;}
};
int main()
{//如果是static，我们可以直接包装function<int(int, int)> p1 = Func::Add1;cout << p1(1, 2)<<endl;//如果是普通成员函数,则还需要一个对象指针Func a;function<double(Func*, double, double)> p2 = &Func::Add2;cout << p2(&a, 1.1, 2.1) << endl;//对象也可以function<double(Func a, double, double)> p3 = &Func::Add2;Func b;cout << p3(b,1.2, 2.3) << endl;
}

bind

除了function，还有第二个包装器bind:

std::bind 函数定义在头文件中， 是一个函数模板，它就像一个函数包装器 ( 适配器 ) ， 接受一个可

调用对象（ callable object ），生成一个新的可调用对象来 “ 适应 ” 原对象的参数列表 。一般而

言，我们用它可以把一个原本接收 N 个参数的函数 fn ， 通过绑定一些参数，返回一个接收M个（M

可以大于N，但这么做没什么意义）参数的新函数 。同时，使用 std::bind 函数还可以实现参数顺

序调整等操作。

// 原型如下：

template < class Fn , class ... Args >

/* unspecified */ bind ( Fn && fn , Args && ... args );

// with return type (2)

template < class Ret , class Fn , class ... Args >

/* unspecified */ bind ( Fn && fn , Args && ... args )

 可以用来调整参数的位置，

int main()
{//表示绑定函数plus 参数分别由调用 func1 的第一，二个参数指定std::function<int(int, int)> func1 = std::bind(Plus, placeholders::_1, placeholders::_2);//表示绑定函数 plus 的第一，二为： 1， 2auto  func2 = std::bind(Plus, 1, 2);   cout << func1(1, 2) << endl;cout << func2() << endl;
}