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主厨：邪王真眼
主厨的主页：Chef‘s blog
所属专栏：c++大冒险
总有光环在陨落，总有新星在闪烁
C++11小故事：
统一的列表初始化
｛｝初始化
struct Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };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自定义的类型，他的本意或许是想给所有变量一个统一的初始化方案（使用初始化列表时，可添加“=”，也可不添加）。
-
对内置类型：
int x2{ 2 };
int x2={2};int array1[]{ 1, 2, 3, 4, 5 };double y={1.0};
double y{1.0};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 };-
对于结构体：
struct Point
{int _x;int _y;
};
int main()
{
struct Point p{1,0};
struct Point{1,0};
}-
创建对象时使用列表初始化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 << "Date(int year, int month, int day)" << 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 };return 0;
}注意事项：
- d1是调用了构造函数
- d2是c++11的新初始化并且直接调用构造函数
- d3：｛2022,1,3｝先发生隐式类型转换，通过调用构造函数生成一个类，在以拷贝构造的方式生成d3，证明方法：就是用explicit修饰构造函数（会封锁他的隐类类型转换）就会导致报错（如下图所示）
std::initializer_list
typeid是操作符，不是函数。运行时获知变量类型名称，可以使用 typeid(变量).name()
-
1.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;
}
-
2.std::initializer_list使用场景：
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{v.push_back(arr[i]);
}
现在就可以直接用initize_list数据初始化了
int main()
{vector<int> v = { 1,2,3,4 };
vector<int> v{ 1,2,3,4 };// 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;其实这个新类型就是一个类模板，
他的接口也是十分简单
- constructor：构造函数
- size：表示长度，
- begin，end：迭代器
initializer_list本质上是一个通过迭代器访问数组的容器。当其它容器（vector）通过initializer_list构造自己，其实就该容器遍历initize_list的迭代器,从而把里面的元素一个一个插入
让模拟实现的vector也支持{}初始化和赋值
template<class T>
class vector {
public:typedef T* iterator;vector(initializer_list<T> l){_start = new T[l.size()];_finish = _start + l.size();_endofstorage = _start + l.size();iterator vit = _start;typename initializer_list<T>::iterator lit = l.begin();while (lit != l.end()){*vit++ = *lit++;}}vector<T>& operator=(initializer_list<T> l) {vector<T> tmp(l);std::swap(_start, tmp._start);std::swap(_finish, tmp._finish);std::swap(_endofstorage, tmp._endofstorage);return *this;}
private:iterator _start;iterator _finish;iterator _endofstorage;};声明
auto
- 此时的p就是int*
int i = 10;auto p = &i;cout<<typeid(i).name()<<endl;cout << typeid(p).name();
- auto帮我们省去了写冗长的变量类型名的麻烦
auto pf = strcpy;
map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };
//map<string, string>::iterator it = dict.begin();
auto it = dict.begin();注意事项：
- auto 定义变量必须在定义时初始化
- 函数形参以及返回值不能用auto
decltype
decltype可以检测一个变量或表达式的类型，并且拿这个类型去声明新的类型
int a = 1;double b = 1.0;cout<<typeid(decltype( a * b)).name();
- decltype的一些使用使用场景
int a = 1;double b = 1.0;decltype(a * b) c = 1;cout<<typeid(c).name();
nullptr
在C/C++编程习惯中，如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下 方式初始化：
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码：
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何
种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，比如
void f(int)
{cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{f(0);f(NULL);f((int*)NULL);return 0;
}
程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，因此与程序的
初衷相悖。
在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，但是编译器
默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void
*)0。
注意：
- 1. 在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入
- 的。
- 2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
- 3. 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。
范围for循环
右值引用和移动语义
左值和右值
-
左值
// 以下的p、b、c、*p都是左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = 2;省流：左值显著的特征是可以取地址，但是不一定可以被修改。
-
右值
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);
// 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;
}省流：右值显著的特征是不可以取地址，不可以被修改。
简单辨析了什么是左值，什么是右值，现在我们知道左值与右值的最大区别在于可不可以取地址，
右值引用
对左值的引用就是左值引用
我们最开始学的引用就是左值引用，不记得的同学可以去看看我写的这篇博客
c++入门知识
-
右值引用语法
int x = 1, y = 1;
int&& rr1 = 10;
double&& rr2 = x + y;
double&& rr3 = fmin(x, y);-
左值引用可以引用右值吗
- 左值引用能引用左值，一般不能引用右值。
- 但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值（常量具有常性，不能修改，如果我们直接把一个常量交给引用，就可能通过引用来修改这个常量，这违背了常性。因此不能直接引用一个右值常量，但是当我们使用const引用，就无法被修改，那么就可以引用了）
// 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左值引用既可引用左值，也可引用右值。const int& ra3 = 10;const int& ra4 = a;- 右值引用可以引用左值吗
原本右值引用是无法引用左值的，但是c++11提供了一个函数move可以把一个左值强转为右值
int a = 10;
// 右值引用可以引用move以后的左值
int&& r3 = std::move(a);注意：move不会改变参数本身的左值属性，这一点可以参考强制类型转化：
r3右值引用一个被move的左值a，修改r3也会修改左值a，因为r3即是a的别名
int a = 10;
int&& r3 = move(a);
r3 = 1;
cout << a;
- 关于对常量的右值引用：
先说结论
当右值引用了常量，引用会把常量区中的数据拷贝一份到栈区，然后该引用指向栈区中拷贝后的数据
int&& r3 = 10;
r3 = 1;理由一：
如果r3拿到的就是常量10本身，那就可以对其进行修改，那以后我们在用10给别的变量赋值时，他就不再是10了，这显然是十分荒谬的，因此得证
理由二：
看地址
如果r3拿到的就是常量10本身，那他的地址因该是常量区，与10地址相同，但显然r3与r4地址相近，是在栈区。
右值引用使用场景和意义
-
左值引用的使用场景：
void func1(string& s)
{;
}
void func2(string s)
{;
}
int main()
{
string s1("hello world");
// func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝，提高效率的使用场景和价值
int a = 0, b = 0;
size_t begin = clock();
while(a++<100000000)func2(s1);size_t end = clock();
cout << end - begin;
while(b++<100000000)func1(s1);
begin = clock();
cout << endl << begin - end;
} （realse版本）
string& func1(string& s)
{return s;
}
string func2(string& s)
{return s;
}
int main()
{
string s1("hello world");
// func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝，提高效率的使用场景和价值
int a = 0, b = 0;
size_t begin = clock();
while(a++<1000000)func2(s1);size_t end = clock();
cout << end - begin;
while(b++<1000000)func1(s1);
begin = clock();
cout << endl << begin - end;
}
-
左值引用的短板：
string func()
{
string s("aaa");return s;
}
int main()
{string s =func();
}因此，右值引用闪亮登场。
我们之前说了被move的左值可以被右值引用，除此之外：
C++会把即将离开作用域的非引用类型的返回值当成右值，这种类型的右值也称将亡值
产生思想：假设b是将亡值，用它去构造a，那我干嘛还要进行深拷贝，我直接把b的数据转移到a身上不就行了（因为b马上自己也要释放空间，那这些数据也会消失，不如直接给a）
-
移动构造、移动赋值：
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。
还有移动赋值原理相同
class _string
{
public:_string(const char* str = "")//"\0"=="",因为结尾没有'\0'会补: _size(strlen(str)), _capacity(_size == 0 ? 3 : _size){_str = new char[_capacity + 1];//_capacity不包括最后的'\0'strcpy(_str, str);}_string(_string&& s):_str(nullptr), _size(s._size), _capacity(s._capacity){cout << "移动构造" << endl;std::swap(_str, s._str);}_string& operator=(_string&&s){cout << "移动赋值" << endl;std::swap(_str, s._str);}char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};
_string get_string()
{_string str("");return str;
}int main()
{_string s2 = get_string();return 0;
}相较于之前的两次或一次拷贝构造，因为get_string的返回值是右值，所以直接调用一次或两次移动构造，而移动构造也不是深拷贝，而是直接用swap交换来进行拷贝，效率自然提高
移动构造之所以这么叫，就是因为移走了别人的资源。这部分资源之所以会被移走，就是因为它有右值属性。而它之所以有右值属性，要么就是这个变量是个将亡值，资源不转移就浪费了；要么就是被程序员亲自move了，程序员许可把这个对象的资源转移走，这就保证了资源移动的安全性。
移动语义（Move Semantics）是 C++11 引入的一项重要特性，它允许对象的资源（如堆上分配的内存）在不进行深度复制的情况下进行转移。通过移动语义，可以将对象的资源从一个对象转移到另一个对象，从而避免不必要的内存拷贝，提高程序性能和效率。
万能引用
-
引用折叠
在下面的函数模板中，T&&并不是表示右值引用，他会识别传参类型，传参为左值就是左值引用，传参是右值就是右值引用
template<class T>
void PerfectForward(T&& t)
{cout << "右值引用" << endl;
}证明如下
template<class T>
void PerfectForward(T&& t)
{cout << "右值引用" << endl;
}
template<class T>
void PerfectForward(const T& t)
{cout << "左值引用" << endl;
}
int main()
{int a = 10;PerfectForward(move(a));PerfectForward(a);return 0;
}
发现第二个函数也是调用的第一个函数模板，则说明第一个函数模板所生成的函数比第二个更适合所传参数，我们知道第二个生成了const int&，最适合的是int&，得证。
可以看作是&&折叠成了一个&，所以万能引用又称为引用折叠
请看以下的代码
void func(int&& t)
{cout << "右值引用" << endl;
}
void func(const int&& t)
{cout << "const右值引用" << endl;
}
void func(const int&t)
{cout << "const左值引用" << endl;
}
void func(int& t)
{cout << "左值引用" << endl;
}
template<class T>
void PerfectForward(T&& t)
{func(t);
}
int main()
{const int a = 10;PerfectForward(move(a));PerfectForward(a);int b = 10;PerfectForward(move(b));PerfectForward(b);PerfectForward(10);return 0;
}
所有都是左值，why？？？
解答：
a右值引用后b，右值引用指向的对象b是右值属性，但是引用本身a是左值属性（对象b有无const属性会被a继承）
有的老铁要说了在把func变成func（move（T））
万万不可啊，假如我传了一个右值那还好，你这样保证了它的属性不改变，可假如人家本来就是左值呢？那你就把它改成了右值了，这不就出问题了
为什么c++11要这么设计呢？
我们右值引用是为了移动语义，说白了就是转移资源，假如引用后依旧是右值，因为右值是不能被修改的，那就实现不了转移资源，但这样也有bug，即是我们可能会多个函数嵌套，最里面才是转移资源，但它在第一层就把值从左值变成了右值，后面面对函数重载就可能调用错，那怎莫让它类型不改变呢
-
完美转发闪亮登场：
C++提供了一个函数模板forward，称为完美转发，其可以自动识别到参数的左右值类型，从而将其转化为原来的值的类型。
void func(int&& t)
{cout << "右值引用" << endl;
}
void func(const int&& t)
{cout << "const右值引用" << endl;
}
void func(const int&t)
{cout << "const左值引用" << endl;
}
void func(int& t)
{cout << "左值引用" << endl;
}
template<class T>
void PerfectForward(T&& t)
{func(forward<T>(t));
}
int main()
{const int a = 10;PerfectForward(move(a));PerfectForward(a);int b = 10;PerfectForward(move(b));PerfectForward(b);PerfectForward(10);return 0;
}
完美转发实际中的使用场景：
template<class T>
struct ListNode
{ListNode* _next = nullptr;ListNode* _prev = nullptr;T _data;
};
template<class T>
class List
{typedef ListNode<T> Node;
public:List(){_head = new Node;_head->_next = _head;_head->_prev = _head;}void PushBack(T&& x){//Insert(_head, x);Insert(_head, std::forward<T>(x));}void PushFront(T&& x){//Insert(_head->_next, x);Insert(_head->_next, std::forward<T>(x));}void Insert(Node* pos, T&& x){Node* prev = pos->_prev;Node* newnode = new Node;newnode->_data = std::forward<T>(x); // 关键位置// prev newnode posprev->_next = newnode;newnode->_prev = prev;newnode->_next = pos;pos->_prev = newnode;}void Insert(Node* pos, const T& x){Node* prev = pos->_prev;Node* newnode = new Node;newnode->_data = x; // 关键位置// prev newnode posprev->_next = newnode;
newnode->_prev = prev;newnode->_next = pos;pos->_prev = newnode;}
private:Node* _head;
};
int main()
{List<bit::string> lt;lt.PushBack("1111");lt.PushFront("2222");return 0;
}总结：
我们今天学习了初始化、声明以及右值引用三个点，大概是学完了一半，剩下的就下次再讲啦。
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