本文主要是介绍C++11新特性【上】（统一的列表初始化、auto、decltype、右值引用、万能引用、完美转发），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、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，所以本博客主要讲解实际中比较实用的语法。
官网参考：C++11 - cppreference.com
小故事： 1998年是C++标准委员会成立的第一年，本来计划以后每5年视实际需要更新一次标准，C++国际 标准委员会在研究C++ 03的下一个版本的时候，一开始计划是2007年发布，所以最初这个标准叫 C++ 07。但是到06年的时候，官方觉得2007年肯定完不成C++ 07，而且官方觉得2008年可能也 完不成。最后干脆叫C++ 0x。x的意思是不知道到底能在07还是08还是09年完成。结果2010年的 时候也没完成，最后在2011年终于完成了C++标准。所以最终定名为C++11。
二、统一的列表初始化
2.1 {}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 Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };int array2[5] = { 0 };Point 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 Point
{int _x;int _y;
};int main()
{int x1 = 1;int x2{ 2 };int array1[]{ 1, 2, 3, 4, 5 };int array2[5]{ 0 };Point 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
class Date
{
public:Date(int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _day(day){cout << "构造函数" << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2022, 1, 1); // old style// C++11支持的列表初始化，这里会调用构造函数初始化Date d2{ 2022, 1, 2 };Date d3 = { 2022, 1, 3 }; //多参数隐式类型转换return 0;
}2.2 std::initializer_list
std::initializer_list的介绍文档：
http://www.cplusplus.com/reference/initializer_list/initializer_list/
initializer_list本质是一个标明长度的数组，其内部包装了两个指针，一个指向数组的开始，一个指向数组的结束的下一个地址，支持范围for
std::initializer_list是什么类型：
int main()
{// the type of il is an initializer_list auto il = { 10, 20, 30 };cout << typeid(il).name() << endl;return 0;
}
std::initializer_list使用场景：
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。
int main()
{//花括号中的内容会先构造一个initializer_list的临时对象，在隐式类型转换vector<int> v = { 1,2,3,4 };list<int> lt = { 1,2 };// 这里{"sort", "排序"}会先初始化构造一个pair对象map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };// 使用大括号对容器赋值v = {10, 20, 30};return 0;ps：一个自定义类型要想通过initializer_list构造对象，其需要支持initializer_list类型的构造函数
三. 声明
3.1 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推断。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。
int main()
{int i = 10;auto p = &i; auto pf = strcpy;cout << typeid(p).name() << endl; //int*cout << typeid(pf).name() << endl; //char * (__cdecl*)(char *,char const *)auto x; //error：使用auto必须显示初始化，否则无法推断类型map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };//map<string, string>::iterator it = dict.begin();//迭代器的类型写起来太麻烦我们可以使用auto让编译器自己推导auto it = dict.begin();return 0;
}3.2 decltype
decltype与typeid都可以推断出数据的类型，其区别是typeid推断出的类型是一个单纯的字符串，不能用来定义变量，而decltype推断出来的类型可以用来定义变量
int main()
{list<int>::iterator it1;// typeid推出时一个单纯的字符串cout << typeid(it1).name() << endl;// 不能用来定义对象//typeid(it1).name() it2;// 可以用来定义对象decltype(it1) it2;cout << typeid(it2).name() << endl;auto it3 = it1;cout << typeid(it3).name() << endl;return 0;
}3.3 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四、右值引用和移动语义
7.1 左值引用和右值引用
传统的C++语法中就有引用的语法，而C++11中新增了的右值引用语法特性，所以从现在开始我们之前学习的引用就叫做左值引用。无论左值引用还是右值引用，都是给对象取别名。
什么是左值？什么是左值引用？
左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)，我们可以获取它的地址+可以对它赋值，左值可以出现赋值符号的左边，右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰符后的左值，不能给他赋值，但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用，给左值取别名。
int main()
{// 以下的p、b、c、*p都是左值int* p = new int(0);int b = 1;const int c = 2;// 以下几个是对上面左值的左值引用int*& rp = p;int& rb = b;const int& rc = c;int& pvalue = *p;return 0;
}什么是右值？什么是右值引用？
右值也是一个表示数据的表达式，如：字面常量、表达式返回值，函数返回值(这个不能是左值引用返回)等等，右值可以出现在赋值符号的右边，但是不能出现出现在赋值符号的左边，右值不能取地址。右值引用就是对右值的引用，给右值取别名。
int main() {double x = 1.1, y = 2.2;// 以下几个都是常见的右值10;x + y;fmin(x, y);// 以下几个都是对右值的右值引用int&& rr1 = 10;double&& rr2 = x + y;double&& rr3 = fmin(x, y);// 这里编译会报错：error C2106: “=”: 左操作数必须为左值//10 = 1;//x + y = 1;//fmin(x, y) = 1;return 0;
}需要注意的是右值是不能取地址的，但是给右值取别名后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置的地址，也就是说例如：不能取字面量10的地址，但是rr1引用后，可以对rr1取地址，也可以修改rr1。如果不想rr1被修改，可以用const int&& rr1 去引用，这个了解一下实际中右值引用的使用场景并不在于此，这个特性也不重要。
7.2 左值引用与右值引用比较
左值引用总结：
1. 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
2. 但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值
int main()
{// 左值引用只能引用左值，不能引用右值。 int a = 10;int& ra1 = a; // ra为a的别名 //int& ra2 = 10; // 编译失败，因为10是右值const int& ra3 = 10; //const左值引用可以引用右值
}右值引用总结：
1. 右值引用只能右值，不能引用左值。
2. 但是右值引用可以move以后的左值（move操作就是将左值属性改为右值属性）
int main()
{// 右值引用只能右值，不能引用左值。 int&& r1 = 10;// error C2440: “初始化”: 无法从“int”转换为“int &&” // message : 无法将左值绑定到右值引用 int a = 10; int&& r2 = a;// 右值引用可以引用move以后的左值int&& r3 = std::move(a); return 0;
}7.3 右值引用使用场景和意义
前面我们可以看到左值引用既可以引用左值和又可以引用右值，那为什么C++11还要提出右值引用呢？是不是化蛇添足呢？下面我们来看看左值引用的短板，右值引用是如何补齐这个短板的！
当函数返回对象是一个局部变量，出了函数作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回。例如：to_string函数的返回值只能是传值返回，因为str是局部变量，当函数调用完成，str就销毁了，如果使用左值引用返回会发生错误，接下来我们看一下传值返回编译器会有什么操作：
string to_string(int value)
{bool flag = true;if (value < 0){flag = false;value = 0 - value;}string str;while (value > 0){int x = value % 10;value /= 10;str += ('0' + x);}if (flag == false){str += '-';}std::reverse(str.begin(), str.end());return str;
}int main()
{string str = to_string(12345);return 0;
}
可见传值返回至少需要经过一次拷贝构造
右值引用解决方法
右值引用在广义上说可以分为两类：
- 纯右值（内置类型）
- 将亡值（自定义类型）
移动构造
移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来，占位已有，那么就不用做深拷贝了，所以它叫做移动构造，就是窃取别人的资源来构造自己。移动构造中没有新开空间，拷贝数据，所以效率提高了。（移动赋值思想类似）
//移动构造
string(string&& str):_str(nullptr)
{cout << "移动构造" << endl;swap(str);
}
to_string的返回值编译器认为他是一个右值，用这个右值构造main中的str，在不存在右值引用的情况下，会调用拷贝构造，因为const左值引用可以引用右值，如果存在移动构造，编译器调用更匹配的移动构造
不仅仅有移动构造，还有移动赋值
//移动赋值
string& operator=(string&& s)
{cout << "移动赋值" << endl;swap(s);return *this;
}
int main()
{zyq::string str;str=zyq::to_string(12345);return 0;
}
这里运行后，我们看到调用了一次移动构造和一次移动赋值。因为如果是用一个已经存在的对象接收，编译器就没办法优化了。to_string函数中会先用str生成构造生成一个临时对象，但是我们可以看到，编译器很聪明的在这里把str识别成了右值，调用了移动构造。然后在把这个临时对象做为to_string函数调用的返回值赋值给str，这里调用的移动赋值。
STL中的容器都是增加了移动构造和移动赋值，就连像push_back等函数结构都增加了右值引用版本
void push_back(value_type&& val); //右值版本
void push_back(const value_type& val);//左值版本int main()
{list<string> lt;string s1("1111");// s1为左值，这里调用的是拷贝构造lt.push_back(s1);// 下面调用都是移动构造lt.push_back("2222");lt.push_back(std::move(s1));return 0;
}
运行结果：
// string(const string& s) -- 深拷贝
// string(string&& s) -- 移动语义
// string(string&& s) -- 移动语义
7.4 万能引用和完美转发
万能引用是指既可以既可以引用左值也可以引用右值，板中的&&不代表右值引用，而是万能引用，其既能接收左值又能接收右值。万能引用只是提供了能够接收同时接收左值引用和右值引用的能力，那什么是完美转发呢？接下来看如下代码：
void Fun(int& x) { cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int& x) { cout << "const 左值引用" << endl; }
void Fun(int&& x) { cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int&& x) { cout << "const 右值引用" << endl; }template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{ Fun(t);
}int main()
{PerfectForward(10); //右值int a;PerfectForward(a);//左值PerfectForward(std::move(a));//右值const int b = 8;PerfectForward(b);//const左值PerfectForward(std::move(b)); // const 右值return 0;
}
为什么结果全是左值了呢？
这是因为右值一旦被引用后就可以取到地址了，所以右值引用的属性就是左值
那怎样才能在传递过程中保持原有的左值右值属性呢？这也就需要用到完美转发
std::forward 完美转发在传参的过程中保留对象原生类型属性
template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{ Fun(std::forward<T>(t));
}
完美转发实际中的使用场景：
int main()
{zyq::list<zyq::string> li;zyq::string s1 = "abcd";li.push_back(s1); //调用左值版本li.push_back("1234");//调用右值版本}
完整代码参考：begining: Record my growth
这篇关于C++11新特性【上】（统一的列表初始化、auto、decltype、右值引用、万能引用、完美转发）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
