【C++11】新特性

前言：

C++11 是C++编程语言的一个重要版本，于2011年发布。它带来了数量可观的变化，包含约 140 个新特性，以及对 C++03 标准中约600个缺陷的修正，更像是从 C++98/03 中孕育出的新语言

列表初始化

C++11 中的列表初始化（List Initialization）是一种新的初始化语法，它提供了更统一、更灵活和更安全的初始化方式。以下是关于 C++11 列表初始化的详细介绍

基本语法

可以直接在变量名后面加上初始化列表来进行对象的初始化。

int x = {10};  // 初始化一个整数变量 x 为 10
int arr[] = {1, 2, 3};  // 初始化一个整数数组 arr
std::vector<int> v = {4, 5, 6};  // 初始化一个 std::vector 容器

适用范围

• **内置类型：**可用于所有内置类型，如整数、浮点数、字符等。
• **自定义类型：**对于自定义的类或结构体，如果满足聚合类型的条件，也可以使用列表初始化。如果类定义了合适的构造函数（包括接受 std::initializer_list 类型参数的构造函数），同样可以使用列表初始化

聚合类型的条件

在 C++11 中，聚合类型需要满足以下条件1：

• 类型是一个普通数组：如 int[5]，char[]，double[3] 等。
• 类型是一个类，且满足以下条件：
  • 没有用户声明的构造函数。
  • 没有用户提供的构造函数（允许显示预置或弃置的构造函数）。
  • 没有私有或保护的非静态数据成员。
  • 没有基类。
  • 没有虚函数。
  • 没有 {} 和 = 直接初始化的非静态数据成员。
  • 没有默认成员初始化器

initializer_list

initializer_list是 C++11 引入的一种模板类，用于表示某种类型的对象的列表。它提供了一种方便的方式来处理和传递一组相同类型的值，类似于其他语言中的列表或数组。以下是关于 initializer_list 的一些重要特点和用法：

• 创建和初始化：

  • 可以使用花括号 {} 来创建一个 std::initializer_list 对象，并在其中列出要包含的元素。例如：std::initializer_list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};。
  • 元素的类型必须相同，否则会导致编译错误。不过，编译器会进行一些隐式的类型转换，例如将 int 类型的元素转换为 double 类型的列表是允许的，但可能会有精度损失。例如：std::initializer_list<double> doubleList = {1, 2, 3}; 这里 1、2、3 会被隐式转换为 1.0、2.0、3.0。
  • 不允许进行缩窄转换，即会导致数据丢失或精度降低的转换是不被允许的。例如：std::initializer_list<char> charList = {1000}; 会导致编译错误，因为 1000 超出了 char 类型的取值范围。

• 常见用法：

  • 初始化容器：可以方便地用于初始化标准库中的容器，如 std::vector、std::list 等。例如：std::vector<int> vec = {1, 2, 3};。
  • 函数参数：函数可以接受 std::initializer_list 作为参数，从而可以接收任意数量的同类型参数。例如：

  void printValues(std::initializer_list<int> values) {for (auto value : values) {std::cout << value << " ";}std::cout << std::endl;
  }int main() {printValues({1, 2, 3, 4, 5});return 0;
  }
  

  • 类的构造函数：在类的构造函数中使用 std::initializer_list，可以方便地实现多种初始化方式。例如：

auto

在 C++11 中，auto是一个用于自动类型推导的关键字。它可以让编译器根据初始化表达式的类型自动推断变量的类型，从而简化代码的编写，提高代码的可读性和可维护性1。以下是关于 auto 的一些重要特点和用法：

• 基本用法：在定义变量时，使用 auto 关键字，编译器会根据初始化的值来推断变量的类型。例如：

auto x = 5;  // x 的类型为 int
auto y = 3.14;  // y 的类型为 double
auto z = "hello, world!";  // z 的类型为 const char*

与指针和引用结合：

• auto 可以与指针结合使用，用于自动推导指针类型。例如:

int num = 10;
auto ptr = #  // ptr 的类型为 int*

• 用于函数返回值类型推导（C++14）：在 C++14 标准中，可以使用 auto 关键字结合 -> 运算符来推导函数的返回值类型。例如：

auto add(int a, int b) -> int {return a + b;  // 返回 a 和 b 的和
}

• 在范围 for 循环中的应用（C++11）：C++11 引入的范围 for 循环结合 auto 关键字，可以更方便地遍历容器。例如：

std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto number : numbers) {std::cout << number << std::endl;  // 输出每个元素
}

优点

• 简化代码：避免了手动指定复杂的类型，尤其是对于模板库中复杂的迭代器类型等，使用 auto 可以大大简化代码的书写1。
• 提高可读性：使代码更加清晰易读，减少了类型声明带来的视觉干扰，让开发者更关注于代码的逻辑而不是类型的细节1。
• 灵活性：在类型需要改变时，只需要修改初始化表达式的类型，而使用 auto 定义的变量的类型会自动随之改变，减少了代码修改的工作量。

decltype

基本语法

decltype(expression) variable_name;

• expression：用于推导类型的表达式。
• variable_name：根据推导出的类型声明的变量名。

使用场景

1. 推导变量的类型
   通过 decltype，你可以推导一个已有变量的类型：

   int a = 5;
   decltype(a) b = 10; // b的类型是int，和a相同
   

2. 推导表达式的类型
   decltype 也可以用于推导更复杂的表达式的类型：

   int x = 10;
   decltype(x + 1.0) y;  // y的类型是double，因为x+1.0的结果是double
   

3. 用于函数返回类型
   在C++11中，你可以通过 decltype 根据函数内部表达式来指定返回类型：

   template<typename T1, typename T2>
   auto add(T1 a, T2 b) -> decltype(a + b) {return a + b;
   }
   

   这里，decltype(a + b) 将推导出 a + b 的类型，并用作返回类型。

4. 在lambda表达式中使用
   在C++11中，你可以在lambda表达式中使用 decltype 推导捕获变量或返回值的类型：

   auto lambda = [](int x, int y) -> decltype(x + y) {return x + y;
   };
   

decltype与auto的区别

• auto 用于根据初始化表达式推导变量类型。
• decltype 不需要初始化，直接根据表达式推导类型，可以用于声明变量、函数返回类型等。

例如：

int a = 5;
auto b = a;  // auto推导b为int
decltype(a) c;  // decltype推导c为int，但c未初始化

用于根据初始化表达式推导变量类型。

• decltype 不需要初始化，直接根据表达式推导类型，可以用于声明变量、函数返回类型等。

例如：

int a = 5;
auto b = a;  // auto推导b为int
decltype(a) c;  // decltype推导c为int，但c未初始化

decltype 可以在编译时推导任意表达式的类型，因此在模板和泛型编程中，decltype 是一个强大的工具。