c++ 各版本特性介绍-编程知识

c++

C++是一种高级编程语言，以其强大的功能、灵活性和高效性而闻名。它是由Bjarne Stroustrup在20世纪80年代初期在贝尔实验室开发的，作为C语言的一个扩展。C++不仅包含了C语言的所有特性，还引入了面向对象编程（OOP）的概念，包括类、继承、多态和封装。

C++的一些关键特点：

面向对象编程：C++支持类和对象，允许程序员通过封装、继承和多态性来构建复杂的程序。
泛型编程：通过模板，C++支持泛型编程，允许程序员编写与数据类型无关的代码。
内存管理：C++提供了手动内存管理的能力，包括指针和动态内存分配。
异常处理：C++支持异常处理机制，允许程序在遇到错误时以一种结构化的方式进行恢复。
标准模板库（STL）：C++的STL提供了一系列的数据结构和算法，如向量（vector）、列表（list）、映射（map）和排序（sort）等。
函数重载：C++允许定义具有相同名称但参数不同的多个函数。
运算符重载：C++允许程序员为用户定义的类型重新定义运算符的行为。
多重继承：C++支持从多个基类继承，虽然这可能导致复杂的设计问题。
模板：模板是C++的一个强大特性，允许程序员定义可以处理多种数据类型的类和函数。
编译时多态：通过函数重载和模板，C++支持在编译时解决多态性。
运行时多态：C++通过虚函数支持运行时多态性。
性能：C++以其高性能而著称，通常用于需要快速执行和低级别硬件操作的应用程序。
跨平台：C++可以在多种操作系统和硬件平台上编译和运行。

C++广泛应用于系统软件、游戏开发、嵌入式系统、实时系统、模拟科学计算、生物信息学、高频交易等领域。随着C++标准的不断更新，C++语言持续发展，引入了现代化的特性，如自动存储期管理、基于概念的模板编程、并发编程支持等，以适应现代软件开发的需求。

c++版本演变

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c++各版本主要特点

c++03

值初始化（Value-initialization）：C++03引入了值初始化的概念，这是对对象进行初始化的一种方式，它使用默认值对对象进行初始化。
std::auto_ptr：虽然std::auto_ptr在C++98中已经存在，但C++03对其进行了改进，使其成为标准库的一部分。
成员模板：C++03对成员模板的支持进行了改进，允许更灵活地使用模板类。
命名空间别名：C++03允许使用namespace别名，使得使用长命名空间更为方便。
类型转换运算符：C++03明确了static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast的使用，这些在C++98中已经被引入，但在C++03中得到了进一步的明确和标准化。
bool类型：C++03继续支持bool类型，并对其进行了标准化。
异常处理：C++03对异常处理机制进行了标准化，确保了不同平台上的一致性。
RTTI（运行时类型识别）：C++03继续支持RTTI机制，并对其进行了标准化。
标准库的改进：C++03对标准库进行了一些改进和扩展，提高了库的健壮性和可用性。
多重继承：C++03继续支持多重继承，并对其进行了标准化。

c++11

自动类型推导（auto）：允许编译器自动推断变量类型，简化了模板编程和迭代器的使用。
基于范围的for循环（Range-based for loop）：提供了一种新的遍历容器和数组的方式，使代码更加简洁。
统一的初始化（Uniform Initialization）：使用花括号{}进行初始化，提供了一种一致的初始化语法，适用于基本类型、类类型、数组等。
nullptr：引入了一个新的字面量nullptr，用于表示空指针，提高了代码的类型安全性。
智能指针（Smart Pointers）：如std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr，提供了自动内存管理，减少了内存泄漏的风险。
Lambda表达式：允许在代码中定义匿名函数，简化了对函数对象的使用，特别是在STL算法中的应用。
右值引用（Right-Value References）：使用&&引入了右值引用，支持移动语义（Move Semantics）和完美转发（Perfect Forwarding），提高了性能。
变参模板（Variadic Templates）：允许模板接受任意数量的模板参数，提供了更大的灵活性。
类型别名（Type Alias）：使用using关键字简化复杂的类型定义，提高代码的可读性。
constexpr函数：允许在编译时计算某些值，提高了程序的性能。
显式虚函数重载（override）和final关键字：提供了更好的重写控制和类继承的终止声明。
标准库增强：包括新的线程库、原子操作、条件变量、std::async、std::future等，为并发编程提供了更好的支持。
正则表达式库：提供了对正则表达式的支持，使得字符串处理更加强大和灵活。
用户定义字面量（User-Defined Literals）：允许开发者定义自己的字面量后缀，扩展了语言的表达能力。
强类型枚举（enum class）：引入了作用域枚举，提高了枚举类型的类型安全性。
委托构造函数（Delegating Constructors）：允许一个构造函数调用同一个类中的另一个构造函数，减少了代码重复。
继承构造函数：允许派生类直接使用基类的构造函数。
noexcept关键字：用于声明函数不会抛出异常，提高了代码的异常安全性。
std::move和std::forward：支持移动语义和完美转发，优化了临时对象的处理。
静态断言（static_assert）：在编译时进行断言检查，确保模板参数和常量表达式的正确性。

c++14

变量模板（Variable Templates）：允许模板定义不仅适用于函数和类，也适用于变量，从而在编译时提供更多灵活性。
泛型Lambda表达式（Generic Lambdas）：在Lambda表达式中可以使用auto关键字来推导参数类型，使得Lambda表达式更加通用。
Lambda表达式的初始化捕获：允许在Lambda表达式中初始化捕获的变量，例如 [&capture = expression] {}。
函数返回类型推导（Auto Return Type Deduction）：允许使用auto关键字自动推导函数的返回类型，简化了模板函数的声明。
二进制字面量（Binary Literals）：支持使用0b前缀表示二进制数值，例如0b1010。
数字分隔符（Digit Separators）：允许在数值字面量中使用单引号’作为分隔符，提高大数值的可读性，例如1’000’000。
constexpr的增强：放宽了对constexpr函数的限制，允许在其中使用循环和条件语句，使得更多的编译时计算成为可能。
std::make_unique和std::make_shared：新的标准库函数，提供了一种安全且方便的方法来创建std::unique_ptr和std::shared_ptr智能指针。
std::shared_timed_mutex和std::shared_lock：引入了新的互斥机制，允许多个线程同时读取，但在写入时需要独占访问。
std::quote：用于处理字符串转义的标准库组件。
[[deprecated]]属性：允许开发者标记某些函数或类为已弃用，编译器会在这些实体被使用时发出警告。
[[maybe_unused]]属性：用于标识可能未使用的变量或实体，以避免编译器警告。
std::exchange：一个新标准库函数，用于交换两个变量的值，并返回交换前的旧值。
统一初始化（Uniform Initialization）：使用花括号{}进行初始化的方式被统一应用于直接初始化、复制初始化和列表初始化。

c++17

结构化绑定（Structured Bindings）：允许从元组、对或类中绑定多个变量，简化了对复杂结构的访问。
if-initializer语句：在if语句中允许初始化变量，这使得代码更加紧凑并且作用域受限。
内联变量（Inline Variables）：允许在头文件中直接初始化一些变量，提高了代码的可维护性。
折叠表达式（Fold Expressions）：允许对参数包使用二元操作符进行折叠计算，简化了可变参数模板的使用。
类模板参数推导（Class Template Argument Deduction）：允许推导类模板的参数类型，使得模板类的使用更加方便。
constexpr lambda：允许在编译时执行lambda表达式，扩展了constexpr关键字的用途。
namespace嵌套定义：简化了嵌套namespace的使用，使得代码更加清晰。
__has_include预处理表达式：提供了一种检查特定头文件是否可用的方法。
lambda表达式捕获*this：允许lambda捕获对象的副本，而不是对象的引用，这在多线程环境中特别有用。
std::any, std::optional, std::variant：引入了新的标准库组件，提供了类型安全和更丰富的编程模型。
std::filesystem：提供了一套完整的文件系统操作库，简化了文件和目录的访问。
std::shared_mutex：引入了读写锁，增加了并发编程的选择。
并行算法库：为标准库算法提供了并行执行的能力，提高了性能。
noexcept成为类型系统的一部分：增强了对异常安全性的控制。
[[nodiscard]]属性：用于标记函数，指示调用者应该检查函数的返回值。
maybe_unused属性：用于标识未使用的变量或实体，以避免编译器警告。
if constexpr：允许编译时根据条件包含或排除代码块，优化了模板编程。
std::string_view：提供了一种非拥有（non-owning）的字符串视图，用于避免不必要的字符串拷贝。

c++20

概念（Concepts）：允许在模板编程中定义和检查类型属性，使得模板的约束更加清晰和直观。
协程（Coroutines）：提供了一种异步编程模型，允许编写非阻塞的、基于生成器的代码，简化了异步编程的复杂性。
范围（Ranges）：提供了一种新的抽象，用于处理容器和迭代器之间的操作，简化了数据集合的遍历和处理。
三向比较运算符（<=>）：引入了新的比较运算符，用于比较两个对象的顺序关系，提供了一种统一的比较方法。
auto 作为函数参数类型：C++20 允许在函数声明中直接使用 auto 作为参数类型，简化了模板函数的定义。
模块（Modules）：C++20 引入了模块，这是一种新的编译单元，可以提高编译速度并改善代码的组织结构。
constexpr 变得更加强大：C++20 放宽了对 constexpr 函数的限制，允许更复杂的编译时计算。
指定迭代范围的 for 循环：C++20 引入了指定范围的 for 循环语法，支持自定义的初始化列表。
特性的枚举：C++17 支持对枚举成员进行特性声明，C++20 在 switch 枚举使做出了优化，可以通过 using enum 的方式简化枚举类型的声明。
安全的联合体 std::variant：C++17 引入了 std::variant，提供类型安全的联合体，C++20 进一步优化了其使用。
概念支持的配置：一些开发环境如 CLion 支持配置 Concepts 特性，以便开发者能够使用 C++20 的概念进行编程。