C++11 特性
总结
- 语法糖:
- 关键字:
auto
、decltype
。nullptr
。override
、final
。constexpr
。
- 语法:
- 基于范围的
for
循环。 function
函数对象。lambda
产生函数对象。bind
产生函数对象。
- 基于范围的
- 目的:写代码更便捷、更严谨,让编译器做更多的事情。
- 关键字:
- STL 容器:
array
。forward_list
。unordered_map
、unordered_set
。
- 智能指针:
shared_ptr
、weak_ptr
、unique_ptr
。 - 多线程:
thread
、mutex
、lock_guard
、condition_variable
、atomic
。 - 右值引用:
T &&
。- 将亡值 → 会触发移动构造或移动赋值构造。
- 实现移动语义 →
std::move
。 - 实现完美转发 →
万能引用 T &&
用来接收参数 +std::forward
。
C++ 类型推导用法
- 类型推导的场景:
- 模板参数类型的推导(和
auto
类型推导的规则是一致的)。 - C++11 引入了
auto
、decltype
(在编译期进行类型推导)。
- 模板参数类型的推导(和
- 为什么要引入类型推导 ?
- C++ 是强类型语言,用编译器来处理类型推导,可以提升语言的编码效率。
- 类型推导的关键字:
auto
:- 原理:用于推导变量的类型,通过强制声明一个变量的初始值,编译器会通过初始值进行类型推导。
- 规则:
auto
变量必须在定义时进行初始化。- 如果用
auto
定义多个变量,那么这些变量必须为同一类型。 auto
不能推导数组类型,会推导出指针类型。C++14 auto
可以推导函数的返回值类型。- 类型推导时会丢失引用或
const
、volatile
语义 → 使用auto &
解决。volatile
定义的变量不会被编译器优化,每次访问这样的变量时都需要直接从内存中读取其值。volatile
并不意味着线程安全,它仅仅保证对变量的直接访问。
- 万能引用
auto &&
→ 根据初始值的属性来判断是左值引用还是右值引用。const int &i = 5; // i 是左值引用auto &&m = i; // m 是左值引用 auto &&n = 10; // n 是右值引用template <typename T> void func(T &&t) { // 万能引用,既可以传左值,也可以传右值当你传递一个左值给 func 时,模板参数 T 会被推导为左值引用类型 T&。因此 T && 实际上变成了 T& &&。根据引用折叠规则(Reference Collapsing Rules),T& && 折叠为 T&。当你传递一个右值给 func 时,T 会被推导为该值的类型,所以 T && 直接就是一个右值引用。 }
- 应用:
- 尽量使用
auto
声明变量(因为auto
变量必须在定义时进行初始化),除非影响可读性。 - 使用容器时,迭代器类型名很长。
- 匿名函数的返回值。
auto lambda = [](auto x, auto y) -> auto { return x + y; }; cout << lambda(5, 3) << endl; // 8 cout << lambda(2.3, 1.7) << endl; // 4
- 模板函数中,可以节约一个模板参数类型。
template <typename T> void print(T value) {std::cout << value << std::endl; }
void print(auto value) {std::cout << value << std::endl; }
- 尽量使用
decltype
:- 原理:用于推导表达式的类型,编译器只分析表达式类型而不实际运算。
- 规则:
exp
是一个普通的表达式,推导表达式类型。exp
是函数调用,推导函数返回值类型。exp
是左值,推导出左值引用。
- 应用:用于泛型编程。
int a = 1; float b = 2.0; decltype(a + b) c = a + b; cout << "a + b = " << c << typeid(c).name() << endl; // a + b = 3fauto f = [](int a, double b) {return a + b; }; decltype(f(a, b)) d = b; cout << "d = " << d << typeid(d).name() << endl; // d = 2ddecltype(a += b) e = a; e = 18; cout << "a = " << a << endl; // a = 18 /*对于表达式 a += b,这是一个复合赋值表达式,它的结果是 a 本身的左值。在 C++ 中,复合赋值表达式(如 +=、-=、*= 等)是左值表达式,它们返回对象的左值引用。 */
nullptr 和 NULL 的区别
nullptr
专门用来表示空指针。它的类型是nullptr_t
,可以自动转换成任何指针类型,但不能转换成整数类型,这提供了更高的类型安全性。NULL
被定义为整数 0。可能会在重载函数中引发歧义。例如,如果有两个重载函数,一个接受整型参数,另一个接受指针参数,使用NULL
可能导致调用接受整型的版本,而不是预期的指针版本。
void func(int) {std::cout << "Integer version called." << std::endl;
}void func(int*) {std::cout << "Pointer version called." << std::endl;
}int main() {// 可能调用 func(int), 也可能调用 func(int*), 因为 NULL 被视为 0// 所以编译器无法确定调用哪个版本,导致编译报错func(NULL); func(nullptr); // 明确调用 func(int*)
}
关键字 override、final 的作用
- C++11 引入了这两个关键字。
- 为什么要引入这两个关键字 ?
- 虚函数重写。
- 不能阻止某个虚函数进一步被重写。
- 本意是写一个新函数,但是由于子类中
virtual
关键字可省略,导致重写了基类的虚函数。 - 本意是重写基类的虚函数,但是由于函数签名不一致,导致在子类中构建了新的虚函数。
- 类继承:不能阻止某个类进一步派生。
- 虚函数重写。
override
:- 指定子类的一个虚函数重写基类的一个虚函数。
- 保证该重写的虚函数与基类的虚函数具有相同的函数签名。
class A { public:virtual void Func() {} }; class B : public A { public:void Func() override {} };
final
:- 指定某个虚函数不能在派生类中被重写,或者某个类不能被派生
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