【C++练级之路】【Lv.21】C++11——列表初始化和声明

快乐的流畅：个人主页

个人专栏：《算法神殿》《数据结构世界》《进击的C++》

远方有一堆篝火，在为久候之人燃烧！

---

引言

关于C++11的auto、nullptr和范围for的知识，在之前已经提到过，这里不再赘述，有需要的请移步这篇博客【C++练级之路】【Lv.1】C++，启动！（命名空间，缺省参数，函数重载，引用，内联函数，auto，范围for，nullptr）

一、列表初始化

C++11更新后，一切皆可用列表初始化。列表初始化，又称统一初始化，具体使用{}进行初始化。

列表初始化，沿袭C语言对于内置类型和结构体的初始化上，进行了统一形式的扩展。

1.1 内置类型

void test()
{//单一变量int i = 0;int j = { 0 };int k{ 0 };//数组int arr1[] = { 1,2,3 };int arr2[5]{ 0 };//动态开辟int* ptr1 = new int[5] {0};
}

虽然内置类型（如 int, double 等）通常不需要列表初始化，但列表初始化仍然允许。列表初始化的一个特点，就是可以去除等号“=”。

1.2 结构体或类

struct Point
{int _x, _y;
};class Date
{
public:Date(int year, int month, int day): _year(year), _month(month), _day(day){}
private:int _year, _month, _day;
};void test()
{//结构体Point p1 = { 3,5 };Point p2{ 4,6 };//类Date d1(2024, 4, 10);Date d2 = { 2024,5,1 };Date d3{ 2024,6,1 };//动态开辟Date* ptr2 = new Date[3]{ d1,d2,d3 };Date* ptr3 = new Date[3]{ {2024,1,1},{2024,2,2},{2024,3,3} };
}

对于类的列表初始化，可以理解为隐式类型转换：构造临时对象->拷贝构造->编译器优化为直接构造。

1.3 容器

void test()
{vector<int> v1 = { 1,2,3 };vector<int> v2 = { 1,2,3,4,5 };map<string, string> dict = { {"排序","sort"},{"逆序","reverse"} };
}

对于容器的列表初始化，可不是之前的类型转换，因为此时初始化的列表是可以变长的，而之前的多参数构造是固定长度的。

---

那么，此时应该怎么理解容器的列表初始化呢？其实，这里涉及了STL库中的initializer_list类。

void test()
{auto il = { 1,2,3,4,5 };cout << typeid(il).name() << endl;initializer_list<int>::iterator it = il.begin();while (it != il.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;for (auto e : il){cout << e << " ";}cout << endl;
}

由上述代码可知，让编译器自动推导列表类型，便是class std::initializer_list< int >。同样的，initializer_list类也有自己的迭代器，可以用迭代器进行遍历和修改。

---

那么，每次容器的列表初始化过程可以理解为：将右侧构造为initializer_list ->遍历initializer_list，进行迭代器区间构造。

1. 构造initializer_list的过程：在常量区找到列表中的值，用两个指针start和finish指向头部和尾部的下一位（类似于vector的内部原理）
2. 每个容器都添加了initializer_list的构造函数，调用对应的构造函数，运用迭代器区间进行容器构造

ps：容器既有initializer_list的构造，也有initializer_list的赋值

二、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。

2.1 auto

2.2 decltype

关键字decltype可将变量的类型声明为表达式指定的类型。

void test()
{int x = 1;double y = 2.0;decltype(x) k;auto ret = x * y;vector<decltype(ret)> v;
}

decltype最大的作用，便是用来定义模板参数。因为auto没办法作为模板参数，所以decltype正好弥补了这方面的缺陷。

2.3 nullptr

三、STL的变化

3.1 新增容器

C++11更新了四个容器，分别是array，forward_list，unordered_set，unordered_map。其中unordered_set，unordered_map，我们已经深入学习和模拟实现过了。

那么，关于array和forward_list，其实带来的提升较小，实际中较少用到。

• array：array是一个固定大小的容器，它在编译时就知道自己的大小，这使得它在性能上通常优于vector，因为它不需要在运行时进行动态内存分配和大小调整。

• forward_list：forward_list是一个单向链表，它只包含指向下一个元素的指针，没有指向前一个元素的指针。这使得它在内存使用上比list（双向链表）更高效。

3.2 新增initializer_list构造

这点在先前列表初始化已经提到过，这是一个非常有用的提升与变化，initializer_list的引入使得 C++ 的初始化语法更加简洁、直观和灵活，提高了代码的可读性和可维护性。

3.3 新增移动构造、移动赋值和移动插入

这是非常重要的提升，可以大大提高效率。具体内容要等讲到右值引用和移动语义时会详细讲解。

3.4 其他

还比如提供了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。

真诚点赞，手有余香