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掀起C++11的神秘面紗

【 6月21日外電頭條】C++之父Bjame Stroustrup最近說C++11就像一個(gè)新語(yǔ)言，的確，C++11核心已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，它現(xiàn)在支持Lambda表達(dá)式，對(duì)象類型自動(dòng)推斷，統(tǒng)一的初始化語(yǔ)法，委托構(gòu)造函數(shù)，deleted和defaulted函數(shù)聲明nullptr，以及最重要的右值引用。

創(chuàng)新互聯(lián)建站是一家集網(wǎng)站建設(shè),平?jīng)銎髽I(yè)網(wǎng)站建設(shè),平?jīng)銎放凭W(wǎng)站建設(shè),網(wǎng)站定制,平?jīng)鼍W(wǎng)站建設(shè)報(bào)價(jià),網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,平?jīng)鼍W(wǎng)站推廣為一體的創(chuàng)新建站企業(yè)，幫助傳統(tǒng)企業(yè)提升企業(yè)形象加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?？沙浞譂M足這一群體相比中小企業(yè)更為豐富、高端、多元的互聯(lián)網(wǎng)需求。同時(shí)我們時(shí)刻保持專業(yè)、時(shí)尚、前沿，時(shí)刻以成就客戶成長(zhǎng)自我，堅(jiān)持不斷學(xué)習(xí)、思考、沉淀、凈化自己，讓我們?yōu)楦嗟钠髽I(yè)打造出實(shí)用型網(wǎng)站。

[]里是函數(shù)調(diào)用的參數(shù)列表，表示一個(gè)Lambda表達(dá)式的開始，讓我們來看一個(gè)Lambda例子：

假設(shè)你想計(jì)算某個(gè)字符串包含多少個(gè)大寫字母，使用for_each()遍歷一個(gè)char數(shù)組，下面的Lambda表達(dá)式確定每個(gè)字母是否是大寫字母，每當(dāng)它發(fā)現(xiàn)一個(gè)大寫字母，Lambda表達(dá)式給Uppercase加1，Uppercase是定義在Lambda表達(dá)式外的一個(gè)變量：

 
 
 
  
  
  int main() 
  
  
  { 
  
  
     char s[]="Hello World!"; 
  
  
     int Uppercase = 0; //modified by the lambda 
  
  
     for_each(s, s+sizeof(s), [&Uppercase] (char c) { 
  
  
      if (isupper(c)) 
  
  
       Uppercase++; 
  
  
      }); 
  
  
   cout<< Uppercase<<" uppercase letters in: "<< s<
  
  
  
}

這是因?yàn)?，如果你定義的函數(shù)主體被放置在另一個(gè)函數(shù)調(diào)用內(nèi)部，[&Uppercase]中的“&”記號(hào)意味著Lambda主體獲得一個(gè)Uppercase的引用，以便它能修改，如果沒有這個(gè)特殊記號(hào)，Uppercase將通過值傳遞，C++11 Lambda表達(dá)式也包括成員函數(shù)構(gòu)造器。

自動(dòng)類型推斷和decltype

在C++03中，在聲明對(duì)象時(shí)，你必須指定對(duì)象的類型，然而，在許多情況下，對(duì)象的聲明包括在初始化代碼中，C++11利用了這個(gè)優(yōu)勢(shì)，允許你聲明對(duì)象時(shí)不指定類型：

 
 
 
  
  
  auto x=0; //x has type int because 0 is int 
  
  
  auto c='a'; //char 
  
  
  auto d=0.5; //double 
  
  
  auto national_debt=14400000000000LL;//long long

相反，你可以聲明下面這樣的迭代器：

 
 
 
  
  
  void fucn(const vector &vi) 
  
  
  { 
  
  
  vector::const_iterator ci=vi.begin(); 
  
  
  }

關(guān)鍵字auto不是什么新生事物，我們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)，它實(shí)際上可以追溯到前ANSI C時(shí)代，但是，C++11改變了它的含義，auto不再指定自動(dòng)存儲(chǔ)類型對(duì)象，相反，它聲明的對(duì)象類型是根據(jù)初始化代碼推斷而來的，C++11刪除了auto關(guān)鍵字的舊有含義以避免混淆，C++11提供了一個(gè)類似的機(jī)制捕捉對(duì)象或表達(dá)式的類型，新的操作符decltype需要一個(gè)表達(dá)式，并返回它的類型。

 
 
 
  
  
  const vector vi; 
  
  
  typedef decltype (vi.begin()) CIT; 
  
  
  CIT another_const_iterator;

統(tǒng)一初始化語(yǔ)法

C++至少有4個(gè)不同的初始化符號(hào)，有些存在重疊，括號(hào)初始化語(yǔ)法如下：

 
 
 
  
  
  std::string s("hello"); 
  
  
  int m=int(); //default initialization

在某些情況下，你也可以使用“=”符號(hào)進(jìn)行初始化：

 
 
 
  
  
  std::string s="hello"; 
  
  
  int x=5;

對(duì)于POD聚合，你還可以使用大括號(hào)：

 
 
 
  
  
  int arr[4]={0,1,2,3}; 
  
  
  struct tm today={0};

***，構(gòu)造函數(shù)使用成員進(jìn)行初始化：

 
 
 
  
  
  struct S { 
  
  
   int x; 
  
  
   S(): x(0) {} };

顯然，這么多種初始化方法會(huì)引起混亂，對(duì)新手來說就更痛苦了，更糟糕的是，在C++03中，你不能初始化POD數(shù)組成員，POD數(shù)組使用new[]分配，C++11使用統(tǒng)一的大括號(hào)符號(hào)清理了這一混亂局面。

 
 
 
  
  
  class C 
  
  
  { 
  
  
  int a; 
  
  
  int b; 
  
  
  public: 
  
  
   C(int i, int j); 
  
  
  }; 
  
  
   
  
  
  C c {0,0}; //C++11 only. Equivalent to: C c(0,0); 
  
  
   
  
  
  int* a = new int[3] { 1, 2, 0 }; /C++11 only 
  
  
   
  
  
  class X { 
  
  
    int a[4]; 
  
  
  public: 
  
  
    X() : a{1,2,3,4} {} //C++11, member array initializer 
  
  
  };

關(guān)于容器，你可以和一長(zhǎng)串的push_back()調(diào)用說再見了，在C++11中，你可以直觀地初始化容器：

 
 
 
  
  
  // C++11 container initializer 
  
  
  vector vs={ "first", "second", "third"}; 
  
  
  map singers = 
  
  
    { {"Lady Gaga", "+1 (212) 555-7890"}, 
  
  
      {"Beyonce Knowles", "+1 (212) 555-0987"}};

類似地，C++11支持類似的數(shù)據(jù)成員類內(nèi)初始化：

 
 
 
  
  
  class C 
  
  
  { 
  
  
   int a=7; //C++11 only 
  
  
  public: 
  
  
   C(); 
  
  
  };

#p#

Deleted和Defaulted函數(shù)

一個(gè)表單中的函數(shù)：

 
 
 
  
  
  struct A 
  
  
  { 
  
  
   A()=default; //C++11 
  
  
   virtual ~A()=default; //C++11 
  
  
  };

被稱為一個(gè)defaulted函數(shù)，“=default;”告訴編譯器為函數(shù)生成默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。Defaulted函數(shù)有兩個(gè)好處：比手工實(shí)現(xiàn)更高效，讓程序員擺脫了手工定義這些函數(shù)的苦差事。

與defaulted函數(shù)相反的是deleted函數(shù)：

 
 
 
  
  
  int func()=delete;

Deleted函數(shù)對(duì)防止對(duì)象復(fù)制很有用，回想一下C++自動(dòng)為類聲明一個(gè)副本構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)賦值操作符，要禁用復(fù)制，聲明這兩個(gè)特殊的成員函數(shù)=delete即可：

 
 
 
  
  
  struct NoCopy 
  
  
  { 
  
  
      NoCopy & operator =( const NoCopy & ) = delete; 
  
  
      NoCopy ( const NoCopy & ) = delete; 
  
  
  }; 
  
  
  NoCopy a; 
  
  
  NoCopy b(a); //compilation error, copy ctor is deleted

nullptr

C++終于有一個(gè)關(guān)鍵字指定一個(gè)空指針常量了，nullptr取代了有錯(cuò)誤傾向的null和文字0，這兩個(gè)被用來作為空指針替代品已經(jīng)有很多年的歷史了，nullptr是一個(gè)強(qiáng)類型：

 
 
 
  
  
  void f(int); //#1 
  
  
  void f(char *);//#2 
  
  
  //C++03 
  
  
  f(0); //which f is called? 
  
  
  //C++11 
  
  
  f(nullptr) //unambiguous, calls #2

nullptr適用于所有指針類別，包括函數(shù)指針和成員指針：

 
 
 
  
  
  const char *pc=str.c_str(); //data pointers 
  
  
  if (pc!=nullptr) 
  
  
    cout<
  
  
  
int (A::*pmf)()=nullptr; //pointer to member function 
  
  
  void (*pmf)()=nullptr; //pointer to function

委托構(gòu)造函數(shù)

在C++11中，構(gòu)造函數(shù)可以調(diào)用相同類中的其它構(gòu)造函數(shù)：

 
 
 
  
  
  class M //C++11 delegating constructors 
  
  
  { 
  
  
   int x, y; 
  
  
   char *p; 
  
  
  public: 
  
  
   M(int v) : x(v), y(0),  p(new char [MAX])  {} //#1 target 
  
  
   M(): M(0) {cout<<"delegating ctor"<

構(gòu)造函數(shù)#2，委托構(gòu)造函數(shù)，調(diào)用目標(biāo)構(gòu)造函數(shù)#1。

右值引用

C++03中的引用類型只能綁定左值，C++11引入了一種新型引用類型，叫做右值引用，右值引用可以綁定左值，例如，臨時(shí)對(duì)象和字面量。增加右值引用的主要原因是move(移動(dòng))語(yǔ)義，它和傳統(tǒng)的復(fù)制不一樣，移動(dòng)意味著目標(biāo)對(duì)象偷竊了源對(duì)象的資源，留下一個(gè)狀態(tài)為“空”的資源，在某些情況下，復(fù)制一個(gè)對(duì)象代價(jià)既高又沒有必要，可以用一個(gè)移動(dòng)操作代替，如果你想評(píng)估移動(dòng)帶來的性能收益，可以考慮字符串交換，一個(gè)幼稚的實(shí)現(xiàn)如下：

 
 
 
  
  
  void naiveswap(string &a, string & b) 
  
  
  { 
  
  
   string temp = a; 
  
  
   a=b; 
  
  
   b=temp; 
  
  
  }

像這樣寫代價(jià)是很高的，復(fù)制字符串必須分配原始內(nèi)存，將字符從源位置復(fù)制到目標(biāo)位置，相反，移動(dòng)字符串僅僅是交換兩個(gè)數(shù)據(jù)成員，不用分配內(nèi)存，復(fù)制char數(shù)組和刪除內(nèi)存：

 
 
 
  
  
  void moveswapstr(string& empty, string & filled)
  
  
  {
  
  
  //pseudo code, but you get the idea
  
  
   size_t sz=empty.size();
  
  
   const char *p= empty.data();
  
  
  //move filled's resources to empty
  
  
   empty.setsize(filled.size());
  
  
   empty.setdata(filled.data());
  
  
  //filled becomes empty
  
  
   filled.setsize(sz);
  
  
   filled.setdata(p);
  
  
  }

如果你實(shí)現(xiàn)的類支持移動(dòng)，你可以像下面這樣聲明一個(gè)移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)移動(dòng)賦值操作符：

 
 
 
  
  
  class Movable 
  
  
  { 
  
  
  Movable (Movable&&); //move constructor 
  
  
  Movable&& operator=(Movable&&); //move assignment operator 
  
  
  };

#p#

C++11標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)廣泛使用了移動(dòng)語(yǔ)義，許多算法和容器現(xiàn)在都為移動(dòng)做了優(yōu)化。

C++11標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

C++于2003年以庫(kù)技術(shù)報(bào)告1(TR1)的形式經(jīng)歷了重大改版，TR1包括新的容器類(unordered_set，unordered_map，unordered_multiset和unordered_multimap)和多個(gè)支撐正則表達(dá)式、元組和函數(shù)對(duì)象封裝器等的新庫(kù)。隨著C++11標(biāo)準(zhǔn)獲得通過，TR1和自它***發(fā)布以來新增的庫(kù)被正式納入標(biāo)準(zhǔn)的C++標(biāo)準(zhǔn)，下面是C++11標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一些特性：

線程庫(kù)

站在程序員的角度來看，C++11最重要的新功能毫無疑問是并行操作，C++11擁有一個(gè)代表執(zhí)行線程的線程類，在并行環(huán)境中用于同步，async()函數(shù)模板啟動(dòng)并行任務(wù)，為線程獨(dú)特的數(shù)據(jù)聲明thread_local存儲(chǔ)類型。如果你想找C++11線程庫(kù)的快速教程，請(qǐng)閱讀Anthony William的“C++0x中更簡(jiǎn)單的多線程”。

新的智能指針類

C++98只定義了一個(gè)智能指針類auto_ptr，它現(xiàn)在已經(jīng)被廢棄了，C++11引入了新的智能指針類shared_ptr和最近添加的unique_ptr，兩者都兼容其它標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)組件，因此你可以在標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)安全保存這些智能指針，并使用標(biāo)準(zhǔn)算法操作它們。

新的算法

C++11標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)定義了新的算法模仿all_of()，any_of()和none_of()操作，下面列出適用于ispositive()到(first, first+n)范圍，且使用all_of(), any_of() and none_of() 檢查范圍的屬性的謂詞：

 
 
 
  
  
  #include  
  
  
  //C++11 code 
  
  
  //are all of the elements positive? 
  
  
  all_of(first, first+n, ispositive()); //false 
  
  
  //is there at least one positive element? 
  
  
  any_of(first, first+n, ispositive());//true 
  
  
  // are none of the elements positive? 
  
  
  none_of(first, first+n, ispositive()); //false

一種新型copy_n算法也可用了，使用copy_n()函數(shù)，復(fù)制一個(gè)包含5個(gè)元素的數(shù)組到另一個(gè)數(shù)組的代碼如下：

 
 
 
  
  
  #include 
  
  
  int source[5]={0,12,34,50,80}; 
  
  
  int target[5]; 
  
  
  //copy 5 elements from source to target 
  
  
  copy_n(source,5,target);

算法iota()創(chuàng)建了一個(gè)值順序遞增的范圍，好像分配一個(gè)初始值給*first，然后使用前綴++使值遞增，在下面的代碼中，iota()分配連續(xù)值{10,11,12,13,14}給數(shù)組arr，并將{‘a(chǎn)’,’b’,’c’}分配給char數(shù)組c。

 
 
 
  
  
  include  
  
  
  int a[5]={0}; 
  
  
  char c[3]={0}; 
  
  
  iota(a, a+5, 10); //changes a to {10,11,12,13,14} 
  
  
  iota(c, c+3, 'a'); //{'a','b','c'}

C++11仍然缺乏一些有用的庫(kù)，如XML API，套接字，GUI，反射以及前面提到的一個(gè)合適的自動(dòng)垃圾回收器，但C++11的確也帶來了許多新特性，讓C++變得更加安全，高效，易學(xué)易用。

如果C++11的變化對(duì)你來說太大的話，也不要驚慌，多花些時(shí)間逐漸消化這一切，當(dāng)你完全吸收了C++11的變化后，你可能就會(huì)同意Stroustrup的說法：C++11感覺就像一個(gè)新語(yǔ)言，一個(gè)更好的新語(yǔ)言。

原文出處：http://www.softwarequalityconnection.com/2011/06/the-biggest-changes-in-c11-and-why-you-should-care/

原文名：The Biggest Changes in C++11

網(wǎng)站名稱：掀起C++11的神秘面紗
當(dāng)前路徑：http://m.fisionsoft.com.cn/article/cdhjoie.html

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