C++11 新特性

 原文 https://www.cnblogs.com/linuxAndMcu/p/11600553.html 

1. nullptr 

(1) 作用：nullptr 的类型为 nullptr_t，能够隐式地转换为任何指针的类型，能和他们进行相等或者不等的比较。

     简单说，nullptr目的是为了区分 空指针NULL 和 0。

(2) 解释：传统C++ 把NULL和0视为同一种东西，这样会导致出现违反直观的情况。比如：

void foo(char *); //构造函数char
void foo(int);    //构造函数int
main() {
    char* ch = NULL;    //NULL被视为0
    foo(ch);    //调用 构造函数int，而不是调用 构造函数char，违反直观。
}

     c++11 改用 char* ch = nullptr 之后，就会调用构造函数char，避免违法直观。

2. 类型推导

2.1 auto关键字

(1) 作用：可以让编译器自动分析初始值来判断变量所属的类型。必须确定初始值类型。

(2) 解释：典型的使用例子是迭代器：

//c++98:
for(vector<int>::const_iterator itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr)
//c++11: 
for(auto itr = vec.cbegin(); itr != vec.cend(); ++itr);

2.2 decltype关键字

(1) 作用：自动分析表达式判断它的类型，但不会去计算表达式的值。

(2) 解释：

auto x = 1;    //自动推导为 int
auto y = 2;
decltype(x+y) z;    //也自动推导为 int

2.3 auto 和 decltype 的区别

(1) 执行时间不同：

auto： 执行在程序运行期间。

decltype：执行在程序编译期间。(与sizeof()一样)

(2) 推导逻辑不同：

auto：通过编译器计算变量的初始值来推导类型；如果初始化语句中存在多个表达式且类型不相同时，会推导出“最宽泛”的类型。 

decltype：分析表达式的结果来推导类型，但又不会执行将表达式的值计算出来。

(3) 顶层const处理逻辑不同：

auto: 会忽略顶层const，比如：const int m = 10; auto d = m; //d 的类型是int 不带 const

decltype：不会忽略顶层const。

(4) 推导获得引用类型逻辑不同：

auto：不会推导获得引用类型。

decltype：多层括号decltype((表达式)) ，返回的就是引用。 表达式是左值也会获得引用类型。

(5) 使用场景不同：

auto：适合简单的类型推导，比如迭代器 和 模板编程中简化模板函数或模板类的定义。

decltype：复杂表达式的类型推导，避免不必要的类型转换，特别是涉及到const和引用。

(6) 参考文章：

C++11中auto与decltype的区别与联系深入解析_auto和decltype区别-CSDN博客

auto 和 decltype的区别_decltype和auto的区别-CSDN博客

2.4  拖尾返回类型、auto 与 decltype 配合

(1) 作用：推导函数模板的返回类型。

(2) 解释： decltype(x+y) add(T x, U y); 这种自动推导函数返回类型的写法，会编译错误。因为编译器在编译时不能确定x和y的类型。所以c++11引入了拖尾返回类型“ -> ” ，如下代码所示：

template<typename T, typename U>
auto add(T x, U y) -> decltype(x+y) {    //拖尾返回类型
    return x+y;
}

     这样就 避免了 编译期间需要确定模板参数的类型，获得自动推导能力。

3. 区间迭代 - 基于范围的 for 循环

(1) 作用：引入了基于范围的迭代写法,：   key : array

(2) 解释： 代码如下：

c++98:
for(std::vector<int>::iterator i = arr.begin(); i != arr.end(); ++i) {
    std::cout << *i << std::endl;
}
c++11:
for(auto i : arr) {    
    std::cout << i << std::endl;
}

4. 列表 初始化

(1) 作用：统一普通数组、POD(plain old data)、类对象的初始化格式： A a = {x}  或 A a {x}。 有没有 赋值符号 = 都可以。 

(2) 解释：代码如下：

// 普通数组
int i_arr[3] = { 1, 2, 3 };
// POD类型：结构体
struct A
{
    int x;
    struct B
    {
        int i;
        int j;
    } b;
};
A a = { 1, { 2, 3 } };
// 类对象
class Foo
{
    public:
    Foo(int) {}
    Foo(const Foo &);
}  
Foo a = {123}; //调用构造函数 Foo(int) {}

5. 模板增强

5.1 外部模板

(1) 作用：显式的告诉编译器何时进行模板的实例化，避免重复实例化而导致的编译时间增加。

(2) 解释：传统 C++ 中，只要在每个编译文件中遇到被完整定义的模板，都会实例化。这样会重复实例化，导致编译时间增加。

     C++11 引入了外部模板 extern，能够显式地告诉编译器何时进行模板的实例化。代码如下：

template class std::vector<bool>;           // 强行实例化
extern template class std::vector<double>;  // 不在该编译文件中实例化模板

5.2 尖括号 “>”