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一、复习

1. 新类型

C++ 11 新增了类型 long long 和 unsigned long long ，以支持 64 位（或更宽）的整型；新增了类型 char16_t 和 char32_t ，以支持 16 位和 32 位的字符表示；还新增了“原始字符串”。

2. 统一的初始化

C++ 11 扩大了用大括号括起的列表（初始化列表）的适用范围，使其可用于所有内置类型和用户定义的类型（即类对象）。使用初始化列表时，可添加等号，也可不添加：

// 常规类型
int x = {5};
double y {2.75};
short quar[5] {4, 5, 2, 76, 1};
int * ar = new int [4] {2, 4, 6, 7};  // new表达式// 类
class Stump {
private:int roots;double weight;
public:Stump(int r, double w) : roots(r), weight(w) {}
};
Stump s1(3, 15.6);  // old style
Stump s2{5, 43.4};  // c++11
Stump s3 = {4, 32.1};  //c++11// 缩窄转换
char c1 = 1.57e27;  // double to char, allow but undefined behavior
char c2 = 459585821  // int to char, allow but undefined behavior
// 防止缩窄转换
char c1 {1.57e27};  // double to char, not allow
char c2 = {459568434};  // int to char, out of range, not allow
// 允许转换为更宽的类型
char c1 {66};  // int to char, in range, allow
double c2 = {66};  // int to double, allow// 模板
vector a1(10);  // 未初始化的，大小为10的向量
vector a2{10};  // 初始化列表，大小为1，值为10；
vector a3{4, 6, 1};  // 初始化列表，大小为3，值为4 6 1

3. 声明

C++ 11 提供了多种简化声明的功能：

auto maton = 112;  // 自动推断 int
auto pt = &maton;  // int *
double fm(double, int);
auto pf = fm;  // double (*)(double, int)
decltype(x) y;  // 将y类型转换为x的类型
double x; int n;
decltype(x*n) q;  // double
decltype(&x) pd;  // double *// 模板常用方法
template
void ef(T t, U u) {decltype(T*U) tu;  // 模板实例化时确定类型...
}// 返回类型后置
double f1(double, int);  // 传统语法
auto f2(double, int) -> double;  // 新语法，返回double
auto eff(T t, U u) -> decltype(T*U);  // 常规用法// 模板别名
typedef std::vector::iterator itType;  // 传统别名，不能用于模板部分具体化
using itType = std::vector::iterator;  // C++ 11新方法，可以用于模板部分具体化
template
using arr12 = std::array;  // 模板部分具体化// 空指针
nullptr <=> 0

4. 智能指针

如果在程序中使用 new 从堆分配内存，等到不再需要时，应使用 delete 释放，新增智能指针帮助自动化完成该过程。C++ 11 摒弃了 auto_ptr ，新增了 unique_ptr 、shared_ptr 、weak_ptr 。

5. 异常规范

用于指出函数可能引发哪些异常：

// 传统方法，因不好用被C++11摒弃
void f501(int) throw(bad_dog);  // 抛出bad_dog异常
void f733(long long) throw();  //  不会引发异常
// 第二种情况可能有意义，因此新增关键字noexcept
void f875(short, short) noexcept;  // 不会引发异常

6. 作用域内枚举

传统枚举：

• 提供了一种创建名称常量的方法，但其类型检查相当低级。
• 枚举名的作用域为枚举定义所属的作用域，这意味着如果在同一个作用域内定义两个枚举，它们的枚举成员不能同名。
• 枚举可能不是可完全移植的，因为不同的实现可能选择不同的底层类型。

为解决这些问题，新增枚举：

// 旧枚举
enum old {yes, no, matbe};
// 新枚举，需要显示指定枚举成员作用域
enum class new1 {never, sometimes, often, always};
enum struct new2 {never, lever, sever};

7. 对类的修改

禁止隐式转换运算符：

class Plebe {operator int() const;explicit operator double() const;
};
Plebe a, b;
int n = a;  // 隐式转换为int
double x = b;  // 隐式转换为double，not allow
x = double(b);  // 显示转换为double，allow

类内成员初始化：

class Session {int mem1 = 10;  // 类内初始化double mem2 {1966,.54};  // 类内初始化short mem3;
public:Session(){}Session(short s) : mem3(s) {}Session(int n, double d, short s) : mem1(n), mem2(d), mem3(s) {}
};

可以使用等号和大括号初始化，但不能使用圆括号。通过类内初始化可以避免在构造函数内编写重复代码。

8. 模板和 STL

基于范围的 for 循环：

vector v(10);
for(int i : v)cout << i << endl;

新增 STL 容器：

新增 STL 方法：

对 valarray 进行升级，添加了 begin() 和 end() ，使之可以被迭代器访问，从而能够将基于范围的 STL 算法用于该容器。

摒弃 export ，原本作用为让程序员能够将模板定义放在接口文件和实现文件中，其中前者包含原型和模板声明，后者包含模板函数和方法的定义。

新增尖括号的识别，避免了与 >> 运算符混淆。

9. 右值引用

左值是一个表示数据的表达式（变量名、解除引用的指针），最初只能出现在赋值语句左边，但是随着 const 引入，也可以出现在赋值语句右边：

int n;
int * pt = new int;
const int b = 101;  // 不能修改b
int & rn = n;  // 引用n，即取到了n的地址
int & rt = *pt;  // 取到了指针的地址
const int & rb = b;  // 取到了b的地址，但不能修改rb

右值则是一个表示运算的表达式（不能对其赋值），不能应用取地址符，这种方式更像是创建并保存了一个表达式结果的副本，并引用了这个副本：

int x = 10;
int y = 23;
int && r1 = 13;
int && r2 = x + y;  // r2关联运算的结果，因此改变x或y不影响r2
double && r3 = sqrt(2.0);
double *p = &r3;  // 可以取到右值的地址

二、移动语义和右值引用

1. 移动语义

vector vstr(20000， string(1000));  // 2w个string，每个string有1k个char
vector vstr_copy1(vstr);

vector 和 string 类都使用动态内存分配，因此它们必须定义使用某种 new 版本的拷贝构造函数。为初始化对象 vstr_copy1 ，拷贝构造函数 vector 将使用 new 给 2 万个 string 对象分配内存，而每个 string 对象又将调用 string 的拷贝构造函数，该构造函数使用 new 为 1 千个字符分配内存。接下来全部的字符都将从 vstr 控制的内存种复制到 vstr_copy1 控制的内存中。这样的工作量巨大，并且存在问题：

vector allcaps(const vector & vs) {vector tmp;// todo: tmp存储了vs全大写版本的数据return tmp;
}
vector vstr(20000， string(1000));
vector vstr_copy1(vstr);  // 拷贝vstr
vector vstr_copy2(allcaps(vstr));  // 创建tmp变量，函数运行结束时删除tmp变量，然后返回其它的副本，非常浪费资源

解决这个问题的方法为不删除 tmp 变量，而是转移所有权，该操作称为移动语义（move semantics），这样避免了删除和拷贝原数据。要实现它，需要让编译器直到何时需要复制，何时不需要，这就是右值发挥作用的地方。可以定义两个构造函数，一个是常规拷贝构造函数，使用 const 左值引用作为参数，这个引用关联到左值实参，如语句 1 的 vstr ；另一个是移动构造函数，使用右值引用作为参数，该引用关联到右值实参，如语句 2 种 allcaps 函数的返回值 tmp 。拷贝构造函数可执行深复制，而移动构造函数只负责调整记录（转换所有权）。由于移动构造函数可能修改其实参，因此右值引用不应是 const 。

Useless::Useless(Useless && f) : n(f.n) {  // 此处的f可以是运算表达式++ct;pc = f.pc;  // pc是一个指针（私有成员），指向现有数据f.pc = nullptr;  // 转换了所有权f.n = 0;  // 转换了所有权后原来的对象的长度变为0
}
Useless four(one + three);  // 传递一个对象运算表达式，这将生成临时对象，然后调用有移动构造函数

虽然右值引用可支持移动语义，但是需要执行两个步骤来执行。

• 首先，让编译器直到何时可使用移动语义：

  Useless two = one;  // 拷贝构造函数
  Useless our(one + three);  // 移动构造函数
  

  对象 one 是左值，因此与左值引用匹配，调用拷贝构造函数；one + three 是右值，与右值引用匹配，调用移动构造函数。
• 然后，编写移动构造函数，提供所需的方法。

2. 赋值