C++基础C++11的新特性

Posted 2022-12-16 贺二公子

原文地址：https://blog.csdn.net/dnty00/article/details/126171485

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文章目录

• 一、C++11新特性
• • 1、语法的改进
  • 2、标准库扩充（往STL里新加进一些模板类，比较好用）
• 二、智能指针

一、C++11新特性

C++新特性主要包括包含语法改进和标准库扩充两个方面，主要包括以下11点

1、语法的改进

1. 统一的初始化方法
   在 C++11 中，可以直接在变量名后面跟上初始化列表，来进行对象的初始化
2. 成员变量默认初始化
3. auto关键字 用于定义变量，编译器可以自动判断的类型（前提：定义一个变量时对其进行初始化）**
4. decltype 求表达式的类型
5. 智能指针 shared_ptr
   和 unique_ptr、weak_ptr 不同之处在于，多个 shared_ptr 智能指针可以共同使用同一块堆内存。并且，由于该类型智能指针在实现上采用的是引用计数机制，即便有一个 shared_ptr 指针放弃了堆内存的“使用权”（引用计数减 1），也不会影响其他指向同一堆内存的 shared_ptr 指针（只有引用计数为 0 时，堆内存才会被自动释放）
6. 空指针 nullptr（原来NULL）
7. 基于范围的for循环
8. 右值引用和move语义

   • 右值引用

     //左值引用
     int num = 10;
     int &b = num;  //正确
     int &c = 10;   //错误，在C++98/03标准中，无法为右值添加引用
     

     实际开发中可能需要对右值进行修改（实现移动语义时就需要），显然左值引用的方式是行不通的。为此，C++11 标准新引入了另一种引用方式，称为右值引用，用 “&&” 表示。

     int num = 10;
     //int && a = num;  //右值引用不能初始化为左值
     int && a = 10;
     

   • move语义
     在C++11中，标准库在中提供了一个有用的函数std::move，std::move()函数并不能移动任何东西，它唯一的功能是将一个左值引用强制转化为右值引用，继而可以通过右值引用使用该值，以用于移动语义。从实现上讲，std::move基本等同于一个类型转换：static_cast<T&&>(lvalue);

     move( arg ) //其中，arg 表示指定的左值对象。该函数会返回 arg 对象的右值形式。
     

2、标准库扩充（往STL里新加进一些模板类，比较好用）

9. 无序容器（哈希表）
   用法和功能同map一模一样，区别在于哈希表的效率更高

10. 正则表达式
    可以认为正则表达式实质上是一个字符串，该字符串描述了一种特定模式的字符串

11. Lambda表达式
    lambda表达式是一个匿名函数，用于定义并创建匿名的函数对象，以简化编程工作。举个例子：

    vector<int> vec;
    sort(vec.begin(), vec.end(), cmp); // 旧式
    sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) -> bool  return a < b; );   // Lambda表达式
    

    声明lambda表达式：

    [capture list] (params list) mutable exception-> return type  function body 
    

    • capture list：捕获外部变量列表
    • params list：形参列表
    • mutable指示符：用来说用是否可以修改捕获的变量
    • exception：异常设定
    • return type：返回类型
    • function body：函数体

二、智能指针

为什么要使用智能指针：
智能指针的作用是管理一个指针，因为存在申请的空间在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏的情况。使用智能指针可以很大程度上避免这个问题，因为智能指针就是一个类，当超出了类的作用域时，类会自动调用析构函数，自动释放资源。所以智能指针的作用原理就是在函数结束时自动释放内存空间，不需要手动释放内存空间。
智能指针的作用：处理内存泄漏问题和空悬指针问题。

C++中的智能指针有4种，分别为：shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr、auto_ptr，其中auto_ptr被C++11弃用。

• 对于shared_ptr，可解决资源忘记释放的内存泄漏问题，及悬空指针问题。
  *shared_ptr实现共享式拥有的概念，多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后一个引用被销毁”时候释放。从名字share就可以看出了资源可以被多个指针共享，它使用计数机制来表明资源被几个指针共享。

• 对于unique_ptr，对象对其有唯一所有权。
  unique_ptr实现独占式拥有的概念，同一时间只能有一个智能指针可以指向该对象，它对于避免资源泄露，因为无法进行拷贝构造和拷贝赋值，但是可以进行移动构造和移动赋值。

• 对于weak_ptr，和 shared_ptr 搭配，不会增加引用计数，用于避免循环引用（比如 a 对象持有 b 对象，b 对象持有 a 对象），这样必然会导致内存泄露。
  解决shared_ptr相互引用时，两个指针的引用计数永远不会下降为0，从而导致死锁问题。而weak_ptr是对对象的一种弱引用，可以绑定到shared_ptr，但不会增加对象的引用计数

• 对于auto_ptr，实现独占式拥有的概念，同一时间只能有一个智能指针可以指向该对象；但auto_ptr在C++11中被摒弃，其主要问题在于：
  1）对象所有权的转移，比如在函数传参过程中，对象所有权不会返还，从而存在潜在的内存崩溃问题；
  2）不能指向数组，也不能作为STL容器的成员