C++新版本特性-编程知识

目录:

前言

C++11的常用新特性

auto类型推导：

auto的限制：

auto的应用：

decltype类型推导：

decltype的实际应用：

使用using 定义别名：

支持函数模板的默认模板参数 :

tuple元组：

列表初始化：

lambda匿名函数：

lambda的实际应用：

for循环：

constexpr：

右值引用：

std::move

std::forward

nullptr

std::bind

std::function

C++14的常用新特性

模板变量：

别名模板：

泛型lambda和lambda初始化捕捉

放松对constexpr函数的限制

deprecated标记：

二进制字面量和数位分隔符：

折叠表达式：

类模板参数推导：

auto占位的非类型模板形参：

编译期constexpr if语句/constexpr的lambda表达式:

内联变量：

结构化绑定：

if初始化：

using声明语句可以声明多个名称：

前言

本篇博客分享，对于c++11,14,17的常用c++新版本特性~

C++11的常用新特性

auto类型推导：

C++赋予auto关键字新的含义，用它做于自动类型推导

使用了auto关键字后，编译器会在编译阶段自动推导出变量的类型

基本使用语法：

auto name = value;

name是变量名字，value是变量的初始值

注意：auto只是一个占位符，在编译期间会被真正的类型所替代，并不违背C++中的变量名必须有明确类型这一规定，只是这个是编译器自动给你推导的

auto的限制：

auto 不能在函数的参数中使用(auto 要求必须对变量进行初始化)
auto 不能作用于类的非静态成员变量（也就是没有 static 关键字修饰的成员变量）中
auto 关键字不能定义数组
auto 不能作用于模板参数

auto的应用：

范围for：

int main()
{std::vector<int> vi{ 3,5,1,6,7,2,8 };for (auto e : vi) {std::cout << e << " ";}return 0;
}//输出结果：3 5 1 6 7 2 8

以及泛型编程中~

decltype类型推导：

auto 和 decltype 关键字都可以自动推导出变量的类型，但它们的用法是有区别的：

auto name = value;decltype(exp) name = value;

其中name便是变量名，value表示赋给变量的初值~~

auto 根据 = 右边的初始值value推导出变量的类型

decltype根据圆括号内的exp表达式推出变量类型，和 = 右边的value无关

TIP：auto变量一定要初始化，decltype不用，很好理解，auto推导他需要初始化才推得动

decltype的实际应用：

下面就是使用的decltype推导的类型，避免使用T::iterator获得容器迭代器指针，因为有些自己实现的容器并没有iterator

使用using 定义别名：

C++11中的using 写法跟typedef 等价

template<typename V>
using smap = std::map<std::string, V>;void test_using()
{smap<int> mp1;mp1["score"] = 100;mp1["age"] = 18;smap<string> mp2;mp2["name"] = "Merge";mp2["address"] = "CN";std::cout << mp1["age"] << ": " << mp1["score"] << endl;std::cout << mp2["name"] << ": " << mp2["address"] << endl;}// 输出：
// 18: 100
// Merge: CN

支持函数模板的默认模板参数 :

C++11 支持为函数模板中的参数设置默认值，在实际使用过程中，我们可以选择使用默认值，也可以尝试由编译器自行推导得到，还可以亲自指定各个模板参数的类型

template <typename R = int, typename T, typename U>
R func(T v1,U v2)
{return v1+v2;
}void testFunTemplate()
{auto r1=func(5.5,10);                    auto r2=func<double>(5.5,10);            auto r3=func<double, int, int>(5.5,10); cout<<"r1:"<<r1<<endl;cout<<"r2:"<<r2<<endl;cout<<"r3:"<<r3<<endl;
}

tuple元组：

tuple的最大特点是：实例化的对象可以存储任意数量、任意类型的数据

例如要储存多个不同类型的元素时；需要函数返回多个数据的时，可以存储在tuple中后返回

void tuple_test()
{std::tuple<int, char> fir;std::tuple<int, char> mid(std::make_pair(2, '2'));      //{2,'2'}std::tuple<int, char> sec(1, '1');                      //右值初始化std::tuple<int, int, char> thd(make_tuple(6, 6, '6'));  //右值初始化std::tuple<int, char> fourth(sec);                      //左值初始化std::cout << std::get<0>(fourth) << " : " << std::get<1>(fourth) << std::endl;std::cout << std::get<0>(thd) << " : " << std::get<1>(thd) << " : " << std::get<2>(thd) << std::endl;
}
//输出：
//1 : 1
//6 : 6 : 6

列表初始化：

在 C++11 中，初始化列表的适用性被大大增加了。它现在可以用于任何类型对象的初始化


class Base
{
public:Base(int){}};
int main()
{Base b1(123);Base b2 = 123;Base b3 = { 123 };Base b4{ 123 };//c++11加入return 0;
}//上述这些都是可以给定义的对象赋初值的

lambda匿名函数：

C++11中引入了lambda~~

定义一个lambda匿名函数:

[](){}

这就是lambda的表达式三个括号，省略返回值

[外部访问方式说明符](参数){函数体};

外部变量格式	功能
[]	空方括号表示当前 lambda 匿名函数中不导入任何外部变量
[=]	只有一个 = 等号，表示以值传递的方式导入所有外部变量
[&]	只有一个 & 符号，表示以引用传递的方式导入所有外部变量
[val1,val2,...]	表示以值传递的方式导入 val1、val2 等指定的外部变量，同时多个变量之间没有先后次序
[&val1,&val2,...]	表示以引用传递的方式导入 val1、val2等指定的外部变量，多个变量之间没有前后次序
[val,&val2,...]	以上 2 种方式还可以混合使用，变量之间没有前后次序
[=,&val1,...]	表示除 val1 以引用传递的方式导入外，其它外部变量都以值传递的方式导入
[this]	表示以值传递的方式导入当前的 this 指针

lambda的实际应用：

使用Lambda表达式在向量中查找大于10的元素并打印出来：


int main()
{vector<int> vi{ 1,4,21,12,13,9,30,24 };std::for_each(vi.begin(), vi.end(), [](int num){if (num > 10) std::cout << num << " ";});return 0;
}
//输出：21 12 13 30 24

使用Lambda表达式实现自定义排序规则，并对一个字符串数组进行排序：


int main()
{vector<string> vs{ "Alice","Bob","Merial","Lucy","GorzenHot" };sort(vs.begin(), vs.end(), [](const string s1, const string s2) {return s1.size() < s2.size();});for (auto e : vs)cout << e << " ";return 0;
}
//输出：Bob Lucy Alice Merial GorzenHot

for循环：

C++ 11 标准为 for 循环添加了一种全新的语法格式

for (declaration : expression){//循环体
}

示例即对于上面lambda的遍历方式~~

constexpr：

constexpr关键字能够让指定的常量表达式在程序编译阶段计算出结果，而不需要到运行阶段

c++11中constexpr可用于修饰普通变量、函数、类的构造函数

int main()
{constexpr int num = 1 + 2 + 3;int arr[num]{ 1,2,3,4,5,6 };cout << arr[5];return 0;
}
//输出：5

右值引用：

C++11标准引入的另一种应用方式，称为右值引用。从而引出了移动语义和完美转发~~

声明和左值引用一样，右值引用也必须立即进行初始化操作，且只能使用右值进行初始化。

int num = 1;int && a = 10;a = 20;
cout<<a<<endl;
//输出：20

右值也必须使用右值进行初始化

std::move

C++11最重要的一个改进之一就是引入了move语义，这样在一些对象的构造时可以获取到已有的资源（如内存）而不需要通过拷贝，申请新的内存，这样移动而非拷贝将会大幅度提升性能

class Base {
public:Base():num(new int(0)){cout << "构造函数" << endl;}Base(const Base& b) :num(new int(*b.num)) {cout << "拷贝构造函数" << endl;}Base(Base&& b) :num(b.num) {b.num = nullptr;cout << "移动构造函数" << endl;}~Base() {delete num;cout << "析构函数" << endl;}
public:int* num;
};int main()
{int* num = new int(20);Base a;Base b(a);Base c(std::move(b));return 0;
}//构造函数
//拷贝构造函数
//移动构造函数//析构函数
//析构函数
//析构函数

在移动构造的时候，没有新的内存申请和分配，有的只是资源转移，在大量对象的系统中，移动构造相对拷贝构造可以显著提升性能！

std::forward

完美转发：函数模板可以将自己的参数“完美”的转发给内部调用接口，不仅仅能够转移参数的值，还能转移参数的左右属性不变~~

void FTest(int& t) {cout << "左值" << endl;
}
void FTest(int&& t) {cout << "右值" << endl;
}
template <typename T>
void func(T&& t) {FTest(std::forward<T>(t));
}void Test_Forward()
{string A = "abc";string&& Rval = std::move(A);string B(Rval);       //拷贝构造，不是移动构造cout << A << endl;    //此时A的资源已经被转移到 Rval了string C(std::forward<string>(Rval));//移动构造，保留了Rval的属性为右值，否则如果不在这 //里std::move()的话，并不能完美转发属性func(5);int x = 1;func(x);
}//输出结果： abc
//          右值
//          左值

nullptr

C++11下，相比于NULL和0，使用nullptr初始化空指针，可以使我们编写的程序更健壮


void isnull(void* c) {cout << "void*c" << endl;
}
void isnull(int n) {cout << "int n" << endl;
}void testNullptr()
{cout << "testNullptr:" << endl;isnull(0);//isnull(NULL); // C++ 98/03 标准中 输出 int nisnull(nullptr);
}int main() {testNullptr();return 0;
}
//输出：testNullptr:
//     int n
//     void*c

std::bind

函数原型：

template<class Fn, class... Args>
std::bind(Fn&& fn, Args&&... args);

对其参数的解释：

Fn:是要绑定的可调用对象（函数，函数指针，成员函数，函数对象等）
Args：是对应Fn的参数列表

std:bind函数返回一个新的可调用对象，可以同股调用该对象执行绑定的函数，并传递额外的参数.

示例：

void foo(int a, int b)
{cout << "a: " << a << "\t" << "b: " << b << endl;std::cout << "Sum : " << a + b << endl;
}
int main() {auto SumFunc = std::bind(foo,placeholders::_1,10);SumFunc(10);return 0;
}//输出： a: 10   b: 10
//      Sum : 20

每个参数都可以绑定一个值或是占位符上：

如果绑定一个值，那么调用返回的函数对象就会使用该值作为参数
如果是一个占位符，则调用返回的函数对象会转发一个传递给调用的参数（参数顺序由占位符决定）

std::bind的注意事项：

bind预先绑定的参数需要传递具体的变量或者值进去，对于预先绑定的参数是pass-by-value。除非被std::cref包装，才pass-by-reference
对于事先不绑定的参数，就需要传入std::placeholders进去从 _1开始递增，这些placeholder是pass-by-reference的
bind的返回值是可调用的实体，可以赋值给std::function对象
对于绑定的指针、引用类型参数，需要保证在调用实体之前，这些参数是可用的
类的this可以通过对象或者指针来绑定

std::function

类模板std::function是一种通用、多态的函数封装。std::function的示例可以对任何可调用的目标实体进行存储、复制、调用和操作。这些包括普通函数、lambda表达式，bind表达式、函数指针及其他函数对象~~

C++14的常用新特性

模板变量：

在C++14中：

lambda表达式参数可以为auto类型，类似于函数模板
可以对捕捉列表的捕获变量“赋值”

template<typename T>
constexpr T pi = T(3.1415926535897932385); //变量模板template<typename T>
T circular(T r) {return pi<T> *r * r;
}
int main()
{cout << circular(2) << endl;cout << circular(2.00) << endl;return 0;
}//输出： 12
//      12.5664

别名模板：


template<typename T ,typename U>
struct A {T t;U u;
};template<typename T>
using B = A<T, int>;int main()
{B<double> b;b.t = 12.12;b.u = 34.12;cout << b.t << " " << b.u << endl;
}//输出：12.12 34
//这里模板U已经被特化成int 类型，并且定义新的别名模板 B
//从此B就是一个T类型 加 一个 int 类型 的A模板

泛型lambda和lambda初始化捕捉

int main()
{int a = 2;auto fa = [a = sin(a)]() {cout << a << endl;cout << cos(a) << endl;};fa();cout << a << endl;//lambda表达式中参数可以为auto了auto f = [](auto a) {return a;};cout << f(1.1) << " " << f(298) << endl;return 0;
}
//输出结果：
// 0.909297
// 0.6143
// 2
// 1.1 298

放松对constexpr函数的限制

C++11中的常量表达式函数：

函数体只有单一的return返回语句
函数必须有返回值（不能是void函数）
在使用前必须有定义
return返回语句表达式中不能使用非常量表达式的函数，全局数据，必须是一个常量表达式

#include <cmath>
#include <iostream>
using namespace std;constexpr int factorial(int n) { // 在C++11或者C++14中均可以编译通过return n <= 1 ? 1 : (n * factorial(n - 1));
}constexpr int factorial_c14(int n) { // 只有在C++14中可以编译通过int ret = 1;for (int i = 1; i <= n; ++i) {ret *= i;}return ret;
}int main()
{std::cout << factorial(5) << std::endl;   // 120std::cout << factorial_c14(5) << std::endl; // 在c++11下,会报error: body of ‘constexpr’ function ‘constexpr int factorial_c14(int)’ not a return-statementreturn 0;
}

deprecated标记：

C++14中增加了[[deprecated]]标记，可以修饰类、函数、变量等，当程序中使用了被其修饰的模块时，编译器会产生告警，提示用户该标记标记的内容将来可能会被废弃，尽量不要使用

二进制字面量和数位分隔符：

int main()
{int a = 0b0001'1111'1010;double b = 3.14'1592'6535;cout << a << " " << b << endl;return 0;
}
//输出：506 3.14159

折叠表达式：

template <typename... Args>
auto sub_right(Args... args)
{return (args - ...);
}template<typename... Args>
auto sub_left(Args... args)
{return (... - args);
}
template<typename... Args>
auto sum_right(Args... args)
{return (args + ...);
}int main()
{cout << sub_right(10, 6, 4) << endl; //(10 - (6 -4)) = 8cout << sub_left(10, 6, 4) << endl;  //((10 - 6) - 4)= 0cout << sum_right(10, 6, 4) << endl; //(10 + ( 6 + 4 )) = 20return 0;
}
//输出：8 0 20

类模板参数推导：

类模板实例化时，可以不必显示指定类型，前提是保证类型可被推导

template<typename T>
class A {
public:A(T,T){}
};int main() {auto a = new A{ 1,2 };   //A<int> A<int> *b = new A(3, 4); //A<int> std::tuple t(3, 4, 5.6); //std::tuple<int,int,double> t
}

auto占位的非类型模板形参：

template<auto T>
void foo()
{cout << T << endl;
}int main()
{foo<100>();return 0;
}
//输出： 100

编译期constexpr if语句/constexpr的lambda表达式:

lambda表达式可以再编译期进行运算，且函数体不能包含汇编语句，goto语句，try块，静态变量，线程局部存储，没有初始化的普通变量，不能动态分配内存，不能new delete等，不能为虚函数

#include <assert.h>template<auto flag>constexpr void foo()
{//在编译期间进行判断,if和else语句不生成代码if constexpr (flag == true) {       //当flag为true的时候，下面的else块不生成汇编代码cout << "flag == true" << endl;}else  {cout << "flag == false" << endl;}
}
int main() {foo<true>(); //输出flag == true ，并且汇编代码中只有 cout<<"flag == true"<<endl;constexpr auto foo = [](int a, int b) {return a + b;};static_assert(foo(2, 3) == 5, "compile-time assert");//静态断言，用于编译期的断言return 0;
}

static_assert：是静态断言，在编译期的断言，而constexpr就可以在编译期得到结果，从而提前判断.

内联变量：

扩展的inline用法，使得可以在头文件或者类内初始化静态成员变量:


// test.h
inline int val = 1;// test.cpp
struct A
{inline static int val = 1;
};

结构化绑定：

在C++11中，如果需要获取tuple元素，需要使用get<>()函数或者tie<>函数，这个函数可以把tuple中的元素转化为可以绑定到tie<>()左值的集合。

C++17中的结构化绑定，大大方便了这种操作,而且使用引用捕捉时还可以修改捕捉对象的值

#include<unordered_map>
#include<tuple>void test1() {tuple person = std::make_tuple(string{ "XiaoHei" }, 26, string{ "man" });string name;int age;string gender;tie(name, age, gender) = person;cout << name << " " << age << " " << gender << endl;
}struct Student {string name;int age;
};Student getStudent() {return { "xiaobai",22 };
}
void test2()
{tuple stu = make_tuple(string("Xiaohei"), 18, string("man"));auto [name, age, gender] = stu;//这里的auto推导出//std::tuple<string,int,string> 类型cout << name << " " << age << " " << gender << endl;//这是按tuple 的结构化绑定auto [_name, _age] = getStudent();//这个stu就被推成一个pair 类形了auto stu_cls = getStudent();cout << _name << " " << _age << endl;unordered_map<string, int> mstu;mstu.emplace("张三", 33);mstu.emplace("李四", 44);for (auto [name, age] : mstu) {cout << name << " " << age << endl;}}   int main()
{test1();test2();return 0;
}

使用结构化绑定，可以将一个复杂对象（元组，map，make_pair,包含多个成员的结构体等）分解其各个成员，并将这些成员绑定到对应的变量当中，无需显示的通过函数或者成员访问来获取每个成员的值.

if初始化：

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <tuple>void c11_fun()
{std::unordered_map<std::string, int> students{{"liBai", 18}, {"hanXin", 19}};auto iter = students.find("hanXin");if (iter != students.end()){std::cout << iter->second << std::endl;}
}void c17_fun()
{std::unordered_map<std::string, int> students{{"liBai", 18}, {"hanXin", 19}};if (auto iter = students.find("hanXin"); iter != students.end()){std::cout << iter->second << std::endl;}
}int main()
{//c11_fun();c17_fun();return 0;
}