C++11新特性

LemHou發表於2024-08-17
C++

C++11新特性

語言特性

  1. 移動語義

  2. 右值引用

  3. 轉發引用

  4. 可變模板

  5. 列表初始化

    列表初始化，就是使用花括號進行初始化

    std::vector<int> nums{1, 2, 3, 4, 5}; // 列表初始化
for (auto it : nums){
    cout << it << endl;
}

  6. 靜態斷言

    編譯時斷言機制，允許在編譯時檢查某個條件是否為真。靜態編譯檢查編譯時的常量表示式。經常與型別特徵type traits一起使用。因為靜態斷言是在編譯時進行檢驗，所以可以用於不同編譯平臺進行執行前檢驗。

    static_assert(<constant-expressions>, <error-message>);
static_assert(sizeof(int) >= 4, "Not support 32 bits integer");
template <typename T>
void CheckInt(T* co, size_t size)
{
    static_assert(std::is_integral<T>::value, "Not support 32 bits integer.");
}

  7. 型別推導

    auto型別推導的使用，必須前面有可以隱式說明型別的語句。

    std::vector<int> nums;
for (auto it : nums){
    cout << it << endl;
}

  8. lambda表示式

  9. decltype型別宣告

    decltype運算子將會返回傳遞給它的表示式得到的型別。

    int a = 0;
decltype(a++) b;

  10. 型別別名
    C++中using也可以宣告別名，相較於typedef更易讀。

    template <typename T, typename T>
using u_map = std::map<T, T>;

  11. nullptr空指標

    nullptr空指標的使用可以規避掉以往設定為NULL的風險。NULL在編譯器中常常被設定為0或者其它數字，此時判斷指標是否為NULL，即判斷指標型別是否能夠等於整型值，並不安全。

    int* p = nullptr;

  12. 強型別列舉

    強型別列舉不能隱式轉換為int型別，可以指定底層型別，如果未指定底層型別，會自動預設為int型別。只能透過型別名訪問，是因為成員作用域侷限在型別中，並不公開。

    // 強型別列舉
enum class HttpState：uint32_t{
    HTTP_OK, // private
    HTTP_BAD
};
using State = HttpState;
State state = State::HTTP_OK;

  13. constexpr宣告

    constexpr會告訴編譯器在編譯時對其進行最佳化，所以會在編譯時即計算完。因此禁止呼叫執行時才完成的函式（如建構函式）。

    constexpr int Add(int a, int b)
{
        return a + b;
}
int main(){
    int a =3, b = 4;
    const int res = Add(a, b);
    std::cout << res << std::endl;
}

  14. 委託構造

    構造器能夠呼叫其它構造器進行初始化。

    class MyClass{
    MyClass(int a) ：val(a){}; // default private
    MyClass() : MyClass(0){};
private:
    int val;  
}

  15. 使用者定義語義

  16. 顯式虛過載
    override告知編譯器，派生類會覆蓋基類中的虛擬函式，避免發生簽名不匹配和不存在相應虛擬函式。如果出錯會報錯。

    // explict virtual override
class Base{
    virtual void Add()=0;
};
class Derived final: public Base{
    void Add() override{
        /* code */
    };
};

  17. Final修飾符

    告訴編譯器，用於指示一個類不能被進一步繼承，或者一個虛擬函式不能被子類覆蓋。

    // final修飾的虛擬函式無法覆蓋
class Cat{
public:
    virtual void showCatName() final{ // 限定不能被繼承
        /* 顯示名字 */
    }
};
class MyCat : public Cat{
    void showCatName(){ // 不能繼承父類，此時會編譯報錯
        /* ... */
    }
}
// final修飾的類無法繼承
class Base final{
    virtual void Add() = 0;
};

  18. default函式

    此修飾符用於告訴編譯器為default修飾的函式生成預設函式， noexcept告訴編譯器不要丟擲異常，避免物件構建過程中丟擲異常，假如建構函式丟擲異常，其中有一些變數已經生成。那麼此時物件無法構建成功，已經生成的變數則無法析構，會導致丟失記憶體。

    class Myclass{
   Myclass() noexcept = default; // 生成預設配置
};

  19. deleted函式

    此修飾符用於告訴編譯器不要為delete生成預設的函式，使其無法被例項化和呼叫。可以完成禁止複製、禁止移動等功能。

    class Myclass{
  Myclass() noexcept = delete; // 禁止生成預設配置
};

  20. 範圍for迴圈

    std::vector<int> nums;
for (auto it : nums){
    cout << it << endl;
}

  21. 移動語義特殊成員函式

  22. 顯式轉換功能

  23. 內聯名稱空間

  24. 非靜態資料成員初始化

    C++11允許非靜態成員初始化。

    class Cat{
    Cat(int a) : val(a){}
    int val = 0; // 允許非靜態成員直接初始化
};

  25. 引用限定成員函式

  26. 尾部返回型別

    允許使用->來為lambda和函式指定返回型別。

    auto Func1() -> int{
    /* code */
}
auto Func2 = []() -> int{};;

  27. noexcept限定符：限定能否丟擲異常

    noexcept關鍵字告訴編譯器該函式不會丟擲任何異常，從而允許編譯器最佳化。如果丟擲了異常，會用std::terminate終止程式執行。可以省略一些編譯器生成一些異常處理程式碼。可以是條件性判斷丟擲異常。

    void Add(int a, int b) noexcept{
    // 不會丟擲任何異常
}
void AddIf(int a, int b) noexcept(false){
    // 可能會丟擲異常
}

  28. char32_t char16_t代表UTF-8字串(1-4個位元組)

  29. 原始字面字串

庫特性

  1. std::move

  2. std::forward

  3. std::thread

    thread是引入的執行緒庫。

  4. std::to_string()

    to_string能夠完成的作用是將數字轉換為字串。stoi()函式將字元轉為數字，一定要注意提前檢查字元一定是數字，而不是數字意外的其它字元，否則會程式崩潰。

  5. type_traits型別特性庫

    型別特性庫包含了一組編譯時檢查型別特性的工具，可以配合static_assert使用。

    // 基本型別判斷包括整型、浮點型等
std::is_integral<T>::value // 檢查T是否是整數型別，value是一個靜態常量，其值為true或false
// 型別修飾
std::remove_const<T> // 移除型別T的const修飾
// 型別轉換
std::add_const<T> // 為型別T新增const修飾
// 型別特性檢查
std::is_same<T, U> // 檢查兩個型別是否相同
// 條件型別
std::conditional<Condition, T, F> // Condition為true, 則型別為T，否則為F

  6. 智慧指標

    智慧指標有三種，share_ptr共享指標，用於多個讀；weak_ptr弱指標，解決共享指標迴圈引用計數無法下降問題; unique_ptr獨佔指標，用於獨享資源。

  7. std::chrono

    chrono是引入的一個定時器相關的庫，有system_clock

  8. turples

  9. std::tie繫結

  10. std::array

    陣列容器，有強制型別檢查，連續儲存可以告訴訪問，可以用於儲存特定個數元素。vector是可以擴容的。

    std::array<int> intArray{1, 2, 3, 4, 5};

  11. unordered containers

  12. std::make_shared

  13. std::ref

  14. std::async

  15. std::begin()和std::end()

    這兩個函式用於獲取物件的迭代器，begin(string str) 等價於str.begin()。

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