30分鐘了解C++11新特性

什么是C++11

C++11是曾經被叫做C++0x，是對目前C++語言的擴展和修正，C++11不僅包含核心語言的新機能，而且擴展了C++的標準程序庫（STL），并入了大部分的C++ Technical Report 1（TR1）程序庫(數學的特殊函數除外)。

C++11包括大量的新特性：包括lambda表達式，類型推導關鍵字auto、decltype，和模板的大量改進。

本文將對C++11的以上新特性進行簡單的講解，以便大家能夠快速了解到C++11對C++的易用性方面祈禱的巨大作用。

新的關鍵字

auto

C++11中引入auto第一種作用是為了自動類型推導

auto的自動類型推導，用于從初始化表達式中推斷出變量的數據類型。通過auto的自動類型推導，可以大大簡化我們的編程工作

auto實際上實在編譯時對變量進行了類型推導，所以不會對程序的運行效率造成不良影響

另外，似乎auto并不會影響變異速度，因為編譯時本來也要右側推導然后判斷與左側是否匹配。

auto a; // 錯誤，auto是通過初始化表達式進行類型推導，如果沒有初始化表達式，就無法確定a的類型
auto i = 1;
auto d = 1.0;
auto str = "Hello World";
auto ch = 'A';
auto func = less<int>();
vector<int> iv;
auto ite = iv.begin();
auto p = new foo() // 對自定義類型進行類型推導

auto不光有以上的應用，它在模板中也是大顯身手，比如下例這個加工產品的例子中，如果不使用auto就必須聲明Product這一模板參數：

template <typename Product, typename Creator>
void processProduct(const Creator& creator) {
    Product* val = creator.makeObject();
    // do somthing with val
}       
        .

如果使用auto，則可以這樣寫：

template <typename Creator>
void processProduct(const Creator& creator) {
    auto val = creator.makeObject();
    // do somthing with val
}

拋棄了麻煩的模板參數，整個代碼變得更加正解了。

decltype

decltype實際上有點像auto的反函數，auto可以讓你聲明一個變量，而decltype則可以從一個變量或表達式中得到類型，有實例如下：

int x = 3;
decltype(x) y = x;

有人會問，decltype的實用之處在哪里呢，我們接著上邊的例子繼續說下去，如果上文中的加工產品的例子中我們想把產品作為返回值該怎么辦呢？我們可以這樣寫：

template <typename Creator>
auto processProduct(const Creator& creator) -> decltype(creator.makeObject()) {
    auto val = creator.makeObject();
    // do somthing with val
}

nullptr

nullptr是為了解決原來C++中NULL的二義性問題而引進的一種新的類型，因為NULL實際上代表的是0，

void F(int a){
    cout<<a<<endl;
}

void F(int *p){
    assert(p != NULL);

cout<< p <<endl;

}
int main(){

int *p = nullptr;
int *q = NULL;
bool equal = ( p == q ); // equal的值為true，說明p和q都是空指針
int a = nullptr; // 編譯失敗，nullptr不能轉型為int
F(0); // 在C++98中編譯失敗，有二義性；在C++11中調用F（int）
F(nullptr);

return 0;

}</pre> 
序列for循環

在C++中for循環可以使用類似java的簡化的for循環，可以用于遍歷數組，容器，string以及由begin和end函數定義的序列（即有Iterator），示例代碼如下：

map<string, int> m{{"a", 1}, {"b", 2}, {"c", 3}};
for (auto p : m){
    cout<<p.first<<" : "<<p.second<<endl;
}
 
Lambda表達式

lambda表達式類似Javascript中的閉包，它可以用于創建并定義匿名的函數對象，以簡化編程工作。Lambda的語法如下：

[函數對象參數]（操作符重載函數參數）->返回值類型{函數體}

vector<int> iv{5, 4, 3, 2, 1};
int a = 2, b = 1;

for_each(iv.begin(), iv.end(), b{cout<<(x + b)<<endl;}); // (1)
for_each(iv.begin(), iv.end(), ={x *= (a + b);});     // (2)
for_each(iv.begin(), iv.end(), =->int{return x * (a + b);});// (3)</pre> 

[]內的參數指的是Lambda表達式可以取得的全局變量。(1)函數中的b就是指函數可以得到在Lambda表達式外的全局變量，如果在[]中傳入=的話，即是可以取得所有的外部變量，如（2）和（3）Lambda表達式

()內的參數是每次調用函數時傳入的參數。

->后加上的是Lambda表達式返回值的類型，如（3）中返回了一個int類型的變量
</ul>

變長參數的模板

我們在C++中都用過pair，pair可以使用make_pair構造，構造一個包含兩種不同類型的數據的容器。比如，如下代碼：

auto p = make_pair(1, "C++ 11");
 
由于在C++11中引入了變長參數模板，所以發明了新的數據類型：tuple，tuple是一個N元組，可以傳入1個， 2個甚至多個不同類型的數據

auto t1 = make_tuple(1, 2.0, "C++ 11");
auto t2 = make_tuple(1, 2.0, "C++ 11", {1, 0, 2});
 
這樣就避免了從前的pair中嵌套pair的丑陋做法，使得代碼更加整潔

另一個經常見到的例子是Print函數，在C語言中printf可以傳入多個參數，在C++11中，我們可以用變長參數模板實現更簡潔的Print

template<typename head, typename... tail>
void Print(Head head, typename... tail) {
    cout<< head <<endl;
    Print(tail...);
}
 
Print中可以傳入多個不同種類的參數，如下：

Print(1, 1.0, "C++11");
 
更加優雅的初始化方法

在引入C++11之前，只有數組能使用初始化列表，其他容器想要使用初始化列表，只能用以下方法：

int arr[3] = {1, 2, 3}
vector<int> v(arr, arr + 3);
 
在C++11中，我們可以使用以下語法來進行替換：

int arr[3]{1, 2, 3};
vector<int> iv{1, 2, 3};
map<int, string>{{1, "a"}, {2, "b"}};
string str{"Hello World"};
 
然后呢…

如果你想了解更多C++11令人興奮的新特性，我會向你推薦這兩個博客：

胡健的C++11系列博文

ToWrting的C++11系列博文

C++11的編譯器支持列表
來自：http://my.oschina.net/wangxuanyihaha/blog/183151