【C++】-- C++11基础常用知识点（上）C++11简介统一的列表初始化声明范围for循环 STL中一些变化

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我是靠谱客的博主眼睛大飞机，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【C++】-- C++11基础常用知识点（上）C++11简介统一的列表初始化声明范围for循环 STL中一些变化，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

下篇：【C++】-- C++11基础常用知识点（下）_川入的博客-CSDN博客

C++11简介

统一的列表初始化

｛｝初始化

std::initializer_list

std::initializer_list使用场景：

声明

auto

decltype

nullptr

范围for循环

STL中一些变化

新容器

array容器

forward_list容器

容器中的一些新方法

C++11简介

在2003 年 C++ 标准委员会曾经提交了一份技术勘误表 ( 简称 TC1) ，使得 C++03 这个名字已经取代了C++98称为 C++11 之前的最新 C++ 标准名称。不过由于 C++03(TC1) 主要是对 C++98 标准中的漏洞进行修复，语言的核心部分则没有改动，因此人们习惯性的把两个标准合并称为C++98/03 标准。从C++0x 到 C++11 ， C++ 标准 10 年磨一剑，第二个真正意义上的标准珊珊来迟。 相比于 C++98/03 ， C++11 则带来了数量可观的变化，其中包含了约 140 个新特性，以及对 C++03 标准中 约 600 个缺陷的修正，这使得 C++11 更像是从 C++98/03 中孕育出的一种新语言 。相比较而言， C++11 能更好地用于系统开发和库开发、语法更加泛华和简单化、更加稳定和安全，不仅功能更 强大，而且能提升程序员的开发效率，公司实际项目开发中也用得比较多，所以我们要作为一个 重点去学习 。 C++11 增加的语法特性非常篇幅非常多，我们这里没办法一一讲解，所以本节课程主要讲解实际中比较实用的语法。

C++11相关文档

统一的列表初始化

｛｝初始化

在C++98中，标准允许使用花括号{}对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。比如：

struct A
{
    int _x;
    int _y;
};

int main()
{
    int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int array2[5] = { 0 };
    A p = { 1, 2 };
    return 0;
}

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。

struct A
{
    int _x;
    int _y;
};

int main()
{
	int x1 = 1;
	// 要能看懂，但是不建议使用
	int x2 = { 2 };
	int x3{ 2 };

	// 要能看懂，但是不建议使用
    int array1[]{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    int array2[5]{ 0 };
    A p{ 1, 2 };

	// C++11中列表初始化也可以适用于new表达式中
	int* pa = new int[4]{ 0 };

	return 0;
}

创建对象时也可以使用列表初始化方式调用构造函数初始化：

// 日期类
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()
{
	// 都是在调用构造函数
	Date d1(2022, 12, 31);
	// C++11 要能看懂，但是不建议使用
	Date d2 = { 2022, 12, 31 }; // ->调用构造函数
	Date d3{ 2022, 12, 31 };
    
    return 0;
}

std::initializer_list

上面的{}使用添加，甚至可添加等号(=)，也可不添加的使用方式，更多的是为了此种方式的使用而开发的。只是给上面的也配置了，然而这，对于上面的普通使用就会显得十分臃肿，所以上面并不建议使用C++11扩大的{}使用规制。

概念引入：

对于STL所封装的容器是支持一下的使用方法的：

#include<vector>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	vector<int> v2 { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

	list<int> lt1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	list<int> lt2{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	return 0;
}

这难道是因为为{}搞了一个operator{}重载吗？并不是的，因为{}是不属于运算符，所以并不可能是运算符重载，而是为{}封装成了一个类型：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
using namespace std;
int main()
{
	auto a = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };    // 利用auto将a变为{}的类型
	cout << typeid(a).name() << endl; // 打印出a类型，即{}的类型

	return 0;
}

std::initializer_list使用场景：

initializer_list的相关文档

在initializer_list的封装里拥有begin，end。可以说是将initializer_list封装成了一个迭代器，而STL中容器就是利用此，通过调用构造函数利用initializer_list所封装的迭代器进行初始化。（该构造函数为C++11新增）。对于operator=也是同理：

（以list容器举例：）

list的构造函数的相关文档

list的operator=的相关文档

vector的构造函数的相关文档

vector的operator=的相关文档

总结：

std::initializer_list一般是作为构造函数的参数，C++11对STL中的不少容器就增加
std::initializer_list作为参数的构造函数，这样初始化容器对象就更方便了。也可以作为operator=的参数，这样就可以用大括号赋值。

在C++98支持的对于自定义对象，支持多个同类型的数据初始化：

#include<vector>
using namespace std;

// 日期类
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, 12, 31);
	Date d2(2022, 12, 31);
	Date d3(2022, 12, 31);

	vector<Date> v = { d1, d2, d3 };
	return 0;
}

而C++11有了对于{}的支持，也就有了一下的使用方法：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

// 日期类
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()
{
	vector<Date> v = { {2022, 12, 31},{2022, 1, 1} };

	return 0;
}

这样的支持其实是相当于隐式类型的转换了。在C++98里面是单参数的构造函数支持隐式类型的转换，现在相当于多参数的构造函数也支持隐式类型的转换了。

#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	// 单参数的构造函数支持隐式类型的转换：string支持了一个char*
	string str = "123456789";
	return 0;
}

其本质是：利用“123456789”构造了一个匿名对象的string，然后再拷贝构造给str。编译器一看，在一个步骤里面，于是直接进行了优化：直接变成构造，即：隐式类型的转换。

同样的道理，再拥有{}的使用之后，也就支持 {2022， 12， 31} 隐式类型的转换。其，其实也是先构造了一个匿名对象的Date，然后再拷贝构造给v。编译器直接优化：直接变成构造。不用写为：vector<Date> v = { d1, d2, d3 }; 而直接写为；vector<Date> v = { {2022, 12, 31}, {2022, 1, 1} }; 即，其会调用隐式类型的转换。

执行：上面的 vector<Date> v = { {2022, 12, 31},{2022, 1, 1} }; 代码:

这就是C++11添加{}用法的主要原因，支持了多参数的隐式类型的转换，使得使用更加方便：

#include<map>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };
	return 0;
}

此处是两层的支持：

map支持了initializer_list的构造
initializer_list是每个地方的数据{"sort", "排序"}，其又是一个pair，pair又支持链表的初始化，是匿名对象再拷贝构造的优化，直接调用构造，每一个{"sort", "排序"}单位都是调用一个pair构造，多参数的隐式类型的转换。

#include<map>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	// 构造
	map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };

	// 赋值重载
	dict = { {"erase", "删除"}, {"find", "寻找"} };
	return 0;
}

note：

C++1{}初始化的使用添加，使得在C++11之后的一切对象都可以用列表初始化，但是不建议普通对象进行使用，普通对象建议还是使用以前的方式。对于容器如果有需求，在容器初始化的时候是有其的价值的。

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。

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。 （auto是十分有用的）

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;

int main()
{
	int i = 10;
	auto p = &i;
	auto pf = strcpy;
	cout << typeid(p).name() << endl;
	cout << typeid(pf).name() << endl;

	// 对于过于复杂的类型，可以不用写直接使用auto让编译器自行推测
	map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };
	//map<string, string>::iterator it = dict.begin();
	auto it = dict.begin();
	return 0;
}

auto也一定的坏处，以auto it = dict.begin(); 为例：知道的人当然明白其是一个迭代器，但是如果是一个不明白的人，那么就需要去查看 dict.begin() 的返回值是什么，才能知道返回值 auto 所推测的类型。

所以，auto在一定程度上的提高了代码的便捷性，但也一定程度上的降低了代码的可读性。

decltype

decltype就是用来可以推导数据类型，那么其于 typeid().name 有什么区别？

typeid().name 是我们可以推导一个类型，但是我们不能用其去定义一个对象。只是单纯的拿到该类型的字符串。关键字decltype可以将变量的类型声明为表达式指定的类型：

int main()
{
	int x = 10;

	// typeid拿到只是类型的字符串，不能用这个再去定义对象什么的
	//typeid(x).name() y = 20;

	decltype(x) y = 20;
	return 0;
}

那auto也可以，为何需要decltype？因为decltype是由decltype推导的类型决定的，而auto是由 = 的右值决定的：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int x = 10;

	decltype(x) y1 = 3.1415926;
	auto y2 = 3.1415926;
	cout << y1 << endl;
	cout << y2 << endl;

	return 0;
}

y1的类型是int，y2类型是double。

decltype的使用场景举例：

如两个类型相乘的值不知道最终的类型。

// decltype的一些使用使用场景
template<class T1, class T2>

void F(T1 t1, T2 t2)
{
    decltype(t1 * t2) ret;
    cout << typeid(ret).name() << endl;
}

nullptr

由于C++中NULL被定义成字面量0，这样就可能回带来一些问题，因为0既能指针常量，又能表示整形常量。所以出于清晰和安全的角度考虑，C++11中新增了nullptr，用于表示空指针。

#ifndef NULL

#ifdef __cplusplus

#define NULL 0

#else

#define NULL ((void *)0)

#endif

#endif

在之前的C++98中的指针空值中，我们所使用的空指针的定义是NULL。所以，相对应的以宏将NULL定义为0，就会出现一下类似的情况等：

using namespace std;
void pointer(int)
{
	cout << "pointer(int)" << endl;
}
 
void pointer(int*)
{
	cout << "pointer(int*)" << endl;
}
 
int main()
{
	int* p = NULL;
	pointer(0);
	pointer(NULL);
	pointer(p);
	return 0;
}

pointer(NULL)传递的是int类型的。

范围for循环

若是在C++98中我们要遍历一个数组，可以按照以下方式：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

	//打印数组中的所有元素
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); i++)
	{
		cout << array[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

C++11新标准引入一种更简单的 for 语句，这种语句可以遍历容器或其他序列的所有元素。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。

void Test_For()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 
    for (auto e : array)    //变化前
        cout << e << " ";
    cout << endl;
 
    for (auto& e : array)   //使用应用使得可以更改数据
        e *= 2;
 
    for (auto e : array)    //变化后
        cout << e << " ";
    cout << endl;
}

范围for自动推导类型，自动取array中的值赋值给e，自动迭代（自动++），自动的判断结束。

Note：

与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

	//打印数组中的所有元素
	for (auto e : array)
	{
		if (e == 8)
			break;
		
		if (e == 4)
			continue;

		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

范围for底层就是被替换成了迭代器，如果是原生数组就是被替换成了类似迭代器的样子（如同vector迭代器实现的指针）。

STL中一些变化

新容器

array容器、forward_list容器吐槽的地方，很鸡肋：食之无味弃之可惜。

array容器

array的相关文档

vector容器可以说是动态的数据表，array容器可以说是静态的顺序表。array是固定大小的序列容器。

由于其是固定大小的序列容器。所以其并不支持插入删除，因为它的空间开好了，而且是固定大小的，所以访问都是使用 operator[] ，也可以用迭代器，所以对于vector容器而言，array容器没有什么好介绍的。

其实C++11增加array容器的初衷是想大家不要使用C语言的数组，其觉得C语言的数组不好，甚至可以说是非常的而不好。因为其期待都容器化。最主要的就是对越界的判定。对于C语言的普通数组越界也没有什么很好的方法判定，越界读是很有可能判断不出来的。

对于C语言的数组的越界判定，是判定数组后的几个连续空间，内抽查，但是如果访问的跨度很大，或正好躲过抽查，就会出现，越界判断不出来：

int main()
{
	const size_t N = 10;
	int arr[N];

    // C语言数组越界检查，越界读基本检查不出来，越界写是抽查
	arr[N];           // 越界读查不出来
	//arr[N] = 1;     // 越界写可能查的出来
	arr[N + 10] = 1;  // 越界写可能查不出来
	return 0;
}

C语言数组越界检查，越界读基本检查不出来。只有一个地方的越界读检查的出来：就是对于常量区或者是代码段，其上的写都检查的出来，因为这两个区域在硬件上就是保护的，从进程的地址空间，只要访问那段进程空间的地址，只要是在那段范围之内，是硬判断的，那段空间是不允许写的。

array容器，是无论你是读还是写，只要是越界都检查的出来。因为最不同的地方是调用的时候调用的是一个函数 operator[] 。其与vector容器的方括号几乎一致，一进来就先对你的下标进行检查，是否处于合理范围之内。

所以，array容器称不上画蛇添足，还是有它的价值的。但是，实际的结果是array容器用的很少：

一方面，大家用C语言的静态数组用习惯了，更可以说是一种先入为主的思想。
二方面，如果怕越界，用array容器不如用vector容器 + resize，也能使用vector容器将空间开好。
三方面，如果array容器的空间过于的大，会导致栈空间的溢出，栈本身就不大。vector容器在堆上，堆相对于栈是很大的。

forward_list容器

forward_list的相关文档

forward_list容器被实现为单链接列表。其支持的功能与list非常非常的像。其针对于list容器真正的优势是节省一点点的空间。list容器底层是双向链表实现，forward_list容器是单向链表实现，看起来是每一个节点都少一个指针。但是如果不是大量需要数据的情况下，省一个指针，根本起不了很大的功能。

更主要的是，forward_list容器功能是不全的，或者是说怪怪的：