C++11入门基础篇

C 11简介

在2003年C 标准委员会提交了一份技术勘误表（简称TC1），使得C 03这个名字取代了C 98成为C 11之前的最新C 标准名称。
但由于C 03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这两个标准合并称为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姗姗来迟。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、语言更加泛华和简单化、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。

总之，C 11的更新使得C 这门语言的优势更上一层楼，C 11增加的语法特性非常多，本篇博客只讲解一部分简单的语法，后面还会陆续更新C 11的一些重要语法，如果想了解C 11的其他更多语法特性，可以去C 的官网：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

统一的列表初始化

{ }的初始化

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

代码语言：javascript复制

#include<iostream>
using namespace std;
struct Point
{
	int x, y;
};
int main()
{
	//使用{}对数组元素进行初始化
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[10] = { 0 };
	//使用{}对结构体元素进行初始化
	Point A = { 1,2 };
	return 0;
}

C 11扩大了用大括号括起来的列表{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。比如：

代码语言：javascript复制

#include<iostream>
using namespace std;
struct Point
{
	int x, y;
};
int main()
{
	//使用{}对内置类型进行初始化
	int x = { 1 };//等号可以省略
	int y{ 1 };
	double z{ 1.1 };

	//使用{}对数组元素进行初始化
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };//等号可以省略
	int arr2[10]{ 0 };

	//使用{}对结构体元素进行初始化
	Point A{ 1,2 };

	//C  11中列表初始化也可以用于new表达式中（C  98无法初始化）
	int* p1 = new int[4] {0};
	int* p2 = new int [4] {1, 2, 3, 4};
	return 0;
}

注意： 用大括号对new表达式初始化时不能加等号。

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。比如：

代码语言：javascript复制

class student
{
public:
	student(string name,string number)
		:_name(name)
		,_number(number)
	{
		cout << "调用构造函数" << endl;
	}
private:
	string _name;
	string _number;
};
int main()
{
	//一般调用构造函数创建对象的方式
	student s1("张三", "123456");

	//C  11支持的列表初始化，这里也会调用构造函数初始化
	student s2 = { "李四","123456" };//等号可以省略
	student s3{ "李四","123456" };
	return 0;
}

initializer_list容器

C 11中新增了initializer_list容器，该容器没有提供过多的成员函数。

提供了begin和end函数，用于支持迭代器遍历。
以及size函数支持获取容器中的元素个数。

initializer_list本质就是一个大括号括起来的列表，如果用auto关键字定义一个变量来接收一个大括号括起来的列表，然后以typeid(变量名).name()的方式查看该变量的类型，此时会发现该变量的类型就是initializer_list。

代码语言：javascript复制

int main()
{
	auto il = { 1,2,3,4,5 };
	cout << typeid(il).name() << endl;
}

initializer_list的使用场景

initializer_list容器没有提供对应的增删查改等接口，因为initializer_list并不是专门用于存储数据的，而是为了让其他容器支持列表初始化的。比如：

代码语言：javascript复制

#include<vector>
#include<list>
#include<map>
class student
{
public:
	student(string name,string number)
		:_name(name)
		,_number(number)
	{
		cout << "调用构造函数" << endl;
	}
private:
	string _name;
	string _number;
};
int main()
{
	//用{}括起来的列表对容器进行初始化
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };
	list<int> lt = { 1,2,3,4,5 };
	vector<student> v2 = { student("张三","12345"),student("李四","12345"), student("王五","12345") };
	map<string, string> m{ {"sort","排序"},{"insert","插入"} };

	//用{}对容器进行赋值
	v = { 5,4,3,2,1 };
	return 0;
}

C 98并不支持直接用列表对容器进行初始化，这种初始化方式是在C 11引入initializer_list后才支持的。

而这些容器之所以支持使用列表进行初始化，根本原因是因为C 11给这些容器都增加了一个构造函数，这个构造函数就是以initializer_list作为参数的。

当用列表对容器进行初始化时，这个列表被识别成initializer_list类型，于是就会调用这个新增的构造函数对该容器进行初始化。

这个新增的构造函数要做的就是遍历initializer_list中的元素，然后将这些元素依次插入到要初始化的容器当中即可。

initializer_list使用示例

在vector中 initializer_list构造函数其实实现思路很简单，核心代码如下：

代码语言：javascript复制

typename initializer_list<T>::iterator it = il.begin();
			while (it != il.end())
			{
				push_back(*it);
				it  ;
			}

说明一下：

在构造函数中遍历initializer_list时可以使用迭代器遍历，也可以使用范围for遍历，因为范围for底层实际采用的就是迭代器方式遍历。
使用迭代器方式遍历时，需要在迭代器类型前面加上typename关键字，指明这是一个类型名字。因为这个迭代器类型定义在一个类模板中，在该类模板未被实例化之前编译器是无法识别这个类型的。
最好也增加一个以initializer_list作为参数的赋值运算符重载函数，以支持直接用列表对容器对象进行赋值，但实际也可以不增加。

声明

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。比如：

代码语言：javascript复制

#include<map>
int main()
{
	int i = 10;
	auto j = i;
	cout << "j的类型为:" << typeid(j).name()<< endl;

	map<int, int> m{{1, 2}, { 2,1 }};
	//常规的迭代器定义
	map<int, int>::iterator it = m.begin();

	//auto简化代码
	auto it2 = m.begin();
	cout << "it2的类型为:" << typeid(it2).name() << endl;
	return 0;
}

decltype

关键字decltype可以将变量的类型声明为表达式指定的类型。比如：

代码语言：javascript复制

template<class T1, class T2>
void F(T1 t1, T2 t2)
{
	decltype(t1 * t2) ret;
	cout << typeid(ret).name() << endl;
}
int main()
{
	const int x = 1;
	double y = 2.2;

	decltype(x * y) ret;
	decltype(&x) p;
	cout << typeid(ret).name() << endl; //double
	cout << typeid(p).name() << endl;   //int const *

	F(1, 'a'); //int
	F(1, 2.2); //double

	return 0;
}

注意： 通过typeid(变量名).name()的方式可以获取一个变量的类型，但无法用获取到的这个类型去定义变量。

decltype除了能够推演表达式的类型，还能推演函数返回值的类型。比如：

代码语言：javascript复制

void* GetMemory(size_t size)
{
	return malloc(size);
}
int main()
{
	//如果没有带参数，推导函数的类型
	cout << typeid(decltype(GetMemory)).name() << endl;
	//如果带参数列表，推导的是函数返回值的类型，注意：此处只是推演，不会执行函数
	cout << typeid(decltype(GetMemory(0))).name() << endl;
	return 0;
}

decltype不仅可以指定定义出的变量类型，还可以指定函数的返回类型。比如：

代码语言：javascript复制

template<class T1, class T2>
auto Add(T1 t1, T2 t2)->decltype(t1 t2)
{
	decltype(t1 t2) ret;
	ret = t1   t2;
	cout << typeid(ret).name() << endl;
	return ret;
}
int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;;   //int
	cout << Add(1, 2.2) << endl;; //double
	return 0;
}

nullptr

由于C 中NULL被定义成字面量0，这样就可能会带来一些问题，因为0既能表示指针常量，又能表示整型常量。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。

代码语言：javascript复制

/* Define NULL pointer value */
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL    0
#else  /* __cplusplus */
#define NULL    ((void *)0)
#endif  /* __cplusplus */
#endif  /* NULL */

在大部分情况下使用NULL不会存在什么问题，但是在某些极端场景下就可能会导致匹配错误。比如：

代码语言：javascript复制

void func(int a)
{
	cout << "int" << endl;
}
void func(int* a)
{
	cout << "int*" << endl;
}
int main()
{
	func(NULL);
	func(nullptr);
	return 0;
}

NULL和nullptr的含义都是空指针，所以这里调用函数时肯定希望匹配到的都是参数类型为int*的重载函数，但最终却因为NULL本质是字面量0，而导致NULL匹配到了参数为int类型的重载函数，因此在C 中一般推荐使用nullptr。

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：

代码语言：javascript复制

#include<vector>
int main()
{
	vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
	for (int i = 0;i < v.size();i  )
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	return 0;
}

以上方式也是C语言中所用的遍历数组的方式。

C 11中引入了基于范围的for循环，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。比如

代码语言：javascript复制

#include<vector>
int main()
{
	vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
	//全部乘2输出，并不改变原数组
	for (auto e : v)
	{
		e *= 2;
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	//原数组
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << endl;
	//全部乘2输出，并改变原数组
	for (auto& e : v)
	{
		e *= 2;
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	//原数组
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	return 0;
}

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

范围for的使用条件

一、for循环迭代的范围必须是确定的 对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

二、迭代的对象要支持和==操作 范围for本质上是由迭代器支持的，在代码编译的时候，编译器会自动将范围for替换为迭代器的形式。而由于在使用迭代器遍历时需要对对象进行和==操作，因此使用范围for的对象也需要支持和==操作。

STL中一些变化

新容器

C 11中新增了四个容器，分别是array、forward_list、unordered_map和unordered_set。

一、array容器

array容器本质就是一个静态数组，即固定大小的数组。

array容器有两个模板参数，第一个模板参数代表的是存储的类型，第二个模板参数是一个非类型模板参数，代表的是数组中可存储元素的个数。比如：

代码语言：javascript复制

int main()
{
	array<int, 10> a1;   //定义一个可存储10个int类型元素的array容器
	array<double, 5> a2; //定义一个可存储5个double类型元素的array容器
	return 0;
}

array容器与普通数组对比：

array容器与普通数组一样，支持通过[]访问指定下标的元素，也支持使用范围for遍历数组元素，并且创建后数组的大小也不可改变。
array容器与普通数组不同之处就是，array容器用一个类对数组进行了封装，并且在访问array容器中的元素时会进行越界检查。用[]访问元素时采用断言检查，调用at成员函数访问元素时采用抛异常检查。
而对于普通数组来说，一般只有对数组进行写操作时才会检查越界，如果只是越界进行读操作可能并不会报错。

但array容器与其他容器不同的是，array容器的对象是创建在栈上的，因此array容器不适合定义太大的数组。

二、forward_list容器

forward_list容器本质就是一个单链表。

forward_list很少使用，原因如下：

forward_list只支持头插头删，不支持尾插尾删，因为单链表在进行尾插尾删时需要先找尾，时间复杂度为O(N)。
forward_list提供的插入函数叫做insert_after，也就是在指定元素的后面插入一个元素，而不像其他容器是在指定元素的前面插入一个元素，因为单链表如果要在指定元素的前面插入元素，还要遍历链表找到该元素的前一个元素，时间复杂度为O(N)。
forward_list提供的删除函数叫做erase_after，也就是删除指定元素后面的一个元素，因为单链表如果要删除指定元素，还需要还要遍历链表找到指定元素的前一个元素，时间复杂度为O(N)。

因此一般情况下要用链表我们还是选择使用list容器。

三、unordered_map和unordered_set容器

unordered_map和unordered_set容器底层采用的都是哈希表。

这两个容器是非常有用的，博主其他博客对这两个容器进行了详细介绍。

http://t.csdnimg.cn/nh52a