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0. C11简介
1. 统一的列表初始化
1.1 {}初始化
1.2 std::initializer_list
2. 声明
2.1 auto
2.2 decltype
2.3 nullptr
3. 范围for循环
4. 智能指针
5. STL中一些变化
6. 右值引用和移动语义
6.1 左值引用和右值引用
6.2 左值引用与右值引用比较
6.3 右值… 目录
0. C11简介
1. 统一的列表初始化
1.1 {}初始化
1.2 std::initializer_list
2. 声明
2.1 auto
2.2 decltype
2.3 nullptr
3. 范围for循环
4. 智能指针
5. STL中一些变化
6. 右值引用和移动语义
6.1 左值引用和右值引用
6.2 左值引用与右值引用比较
6.3 右值引用使用场景和意义
6.4 右值引用引用左值及其一些更深入的使用场景分析
6.5 完美转发
7. 新的类功能
8. 可变参数模板
9. lambda表达式
9.1 C98中的一个例子
9.2 lambda表达式
9.3 lambda表达式语法
9.4 函数对象与lambda表达式
10. 包装器
10.1 function包装器
10.2 bind 0. C11简介 在2003年C标准委员会曾经提交了一份技术勘误表(简称TC1)使得C03这个名字已经取代了 C98称为C11之前的最新C标准名称。不过由于C03(TC1)主要是对C98标准中的漏洞 进行修复语言的核心部分则没有改动因此人们习惯性的把两个标准合并称为C98/03标准。 从C0x到C11C标准10年磨一剑第二个真正意义上的标准珊珊来迟。相比于 C98/03C11则带来了数量可观的变化其中包含了约140个新特性以及对C03标准中约600个缺陷的修正这使得C11更像是从C98/03中孕育出的一种新语言。相比较而言 C11能更好地用于系统开发和库开发、语法更加泛华和简单化、更加稳定和安全不仅功能更强大而且能提升程序员的开发效率公司实际项目开发中也用得比较多。C11增加的语法特性非常篇幅非常多着重学习文档查询。 C11 - cppreference.com 小故事 1998年是C标准委员会成立的第一年本来计划以后每5年视实际需要更新一次标准C国际 标准委员会在研究C 03的下一个版本的时候一开始计划是2007年发布所以最初这个标准叫 C 07。但是到06年的时候官方觉得2007年肯定完不成C 07而且官方觉得2008年可能也 完不成。最后干脆叫C 0x。x的意思是不知道到底能在07还是08还是09年完成。结果2010年的 时候也没完成最后在2011年终于完成了C标准。所以最终定名为C11。 1. 统一的列表初始化
1.1 {}初始化 在C98中标准允许使用花括号{}对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。 C11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用户自定义的类型使用初始化列表时可添加等号()也可不添加。 创建对象时也可以使用列表初始化方式调用构造函数初始化 void Test_1() {/*C11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用户自定义的类型使用初始化列表时可添加等号( )也可不添加*/int x0 1;int x1 { 1 };int x2{ 1 };Date d1(2022, 1, 1); // old style// C11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 };
} 1.2 std::initializer_list std::initializer_list文档介绍 cplusplus.com/reference/initializer_list/initializer_list/ 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;
} std::initializer_list使用场景 std::initializer_list一般是作为构造函数的参数C11对STL中的不少容器就增加 std::initializer_list作为参数的构造函数这样初始化容器对象就更方便了。也可以作为operator 的参数这样就可以用大括号赋值。 http://www.cplusplus.com/reference/list/list/list/ http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/vector/ http://www.cplusplus.com/reference/map/map/map/ http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/operator/ int Test_2()
{vectorint v { 1,2,3,4 };listint lt { 1,2 };// 这里{sort, 排序}会先初始化构造一个pair对象mapstring, string dict { {sort, 排序}, {insert, 插入} };// 使用大括号对容器赋值v { 10, 20, 30 };return 0;
} 使模拟实现的vector也支持{}初始化和赋值 // c11新特性void operator(const std::initializer_listT il) {vectorT v il;swap(v);}vector(const std::initializer_listT il):_start(nullptr), _finish(nullptr), _end_of_storage(nullptr){reserve(il.size());for (const auto e : il) {push_back(e);}} 测试代码 int Test_initializer_list1() {//所有容器都支持了initializer_listvalut_typevectorint v0 { 1,2,3,4 };vectorint v1{ 1,2,3,4 };listint lt1{1, 2, 3, 4, 5};auto x { 1, 2, 3, 4, 5 };cout typeid(x).name() endl;//class std::initializer_listintreturn 0;
}void Test_initializer_list2() {Thb::vectorint v{1, 2, 3, 4, 5, 6};for (const auto e : v) {cout e ;}cout endl;Thb::vectorint v1;v1 { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };for (const auto e : v1) {cout e ;}cout endl;}void Test_initializer_list3() {//构造// 这里{sort, 排序}会先初始化构造一个pair对象mapstring, string dict { { sort, 排序 }, {insert, 插入}};//赋值initializer_listpairconst string, string il { { sort,排序 } };dict il;//C11后一切都可以使用列表初始化但是建议普通对象还是用原方式初始化容器可以使用构造列表初始化
} 2. 声明 c11提供了多种简化声明的方式尤其是在使用模板时。 2.1 auto 在C98中auto是一个存储类型的说明符表明变量是局部自动存储类型但是局部域中定义局部的变量默认就是自动存储类型所以auto就没什么价值了。C11中废弃auto原来的用法将其用于实现自动类型推断。这样要求必须进行显示初始化让编译器将定义对象的类型设置为初始化值的类型。 void func() {}
void Test_auto()
{int i 10;//int*auto p i;// void(*pf)() - 函数指针auto pf func;cout typeid(p).name() endl;cout typeid(pf).name() endl;mapstring, string dict { {sort, 排序}, {insert, 插入} };//mapstring, string::iterator it dict.begin();// map迭代器对象auto it dict.begin();
} 2.2 decltype 关键字decltype将变量的类型声明为表达式指定的类型。 void Test_decltype1() {int x 10;//err typeid() : typeid(x).name() x 20; typeid拿到的类型名是字符串不能再定义对象//auto : 主要是根据对象推导类型//decltype —— 推导出的是实实在在的类型decltype(x) y 20;cout y endl;
}
// decltype的一些使用使用场景
templateclass T1, class T2
void F(T1 t1, T2 t2)
{decltype(t1 * t2) ret;cout typeid(ret).name() endl;
}
void Test_decltype2()
{const int x 1;double y 2.2;decltype(x * y) ret; // ret的类型是doubledecltype(x) p; // p的类型是int*cout typeid(ret).name() endl;cout typeid(p).name() endl;F(1, a);
} 2.3 nullptr 由于C中NULL被定义成字面量0这样就可能回带来一些问题因为0既能指针常量又能表示整形常量。所以出于清晰和安全的角度考虑C11中新增了nullptr用于表示空指针。 #ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif 3. 范围for循环 参考C初阶 STL容器 文章范围for底层实际就是对迭代器的封装 4. 智能指针 后续会专门写一篇文章讲解智能指针 5. STL中一些变化 新容器 用橘色圈起来是C11中的一些几个新容器但是实际最有用的是unordered_map和 unordered_set其底层对哈希表的封装 一篇文章搞懂哈希 容器中的一些新方法 如果我们再细细去看会发现基本每个容器中都增加了一些C11的方法但是其实很多都是用得比较少的。 比如提供了cbegin和cend方法返回const迭代器等等但是实际意义不大因为begin和end也是可以返回const迭代器的这些都是属于锦上添花的操作。 实际上C11更新后容器中增加的新方法最后用的插入接口函数的右值引用版本 http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/emplace_back/ http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/push_back/ http://www.cplusplus.com/reference/map/map/insert/ http://www.cplusplus.com/reference/map/map/emplace/ 但是这些接口到底意义在哪网上都说他们能提高效率他们是如何提高效率的 请看下面的右值引用和移动语义理解。另外emplace还涉及模板的可变参数也需要再继续深入学习C11新特性。 6. 右值引用和移动语义
6.1 左值引用和右值引用 传统的C语法中就有引用的语法而C11中新增了的右值引用语法特性所以从现在开始我们之前所使用的引用就叫做左值引用。 无论左值引用还是右值引用都是给对象取别名。 什么是左值什么是左值引用 左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)可以获取它的地址可以对它赋 值左值可以出现赋值符号的左边右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰符后的左 值不能给他赋值但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用给左值取别名。 int Test_LeftValue()
{// 以下的p、b、c、*p都是左值int* p new int(0);int b 1;const int c 2;// 以下几个是对上面左值的左值引用int* rp p;int rb b;const int rc c;int pvalue *p;return 0;
} 什么是右值什么是右值引用 右值也是一个表示数据的表达式如字面常量、表达式返回值函数返回值(这个不能是左值引用返回)等等右值可以出现在赋值符号的右边但是不能出现出现在赋值符号的左边右值不能取地址。右值引用就是对右值的引用给右值取别名。 int Test_RightValue() {double x 1.1, y 2.2;// 以下几个都是常见的右值——不能取地址10;x y;fmin(x, y);// 以下几个都是对右值的右值引用int rr1 10;double rr2 x y;double rr3 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;
} 需要注意的是右值是不能取地址的但是给右值取别名后会导致右值被存储到特定位置且可以取到该位置的地址也就是说例如不能取字面量10的地址但是rr1引用后可以对rr1取地 址也可以修改rr1。如果不想rr1被修改可以用const int rr1 去引用是不是感觉很神奇 这个了解一下实际中右值引用的使用场景并不在于此这个特性也不重要。 int Test_RightValue1()
{double x 1.1, y 2.2;int rr1 10;const double rr2 x y;rr1 20;rr2 5.5; // 报错return 0;
} 6.2 左值引用与右值引用比较 左值引用总结 左值引用只能引用左值不能引用右值。但是const左值引用既可引用左值也可引用右值。 void Test_LeftValue1 ()
{// 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;
} 右值引用总结 右值引用只能右值不能引用左值。但是右值引用可以move以后的左值。 void Test_RightValue2()
{// 右值引用只能右值不能引用左值。int r1 10;// error C2440: “初始化”: 无法从“int”转换为“int ”// message : 无法将左值绑定到右值引用int a 10;//int r2 a;//err无法将左值绑定到右值引用// 右值引用可以引用move以后的左值int r3 std::move(a);
} 6.3 右值引用使用场景和意义 前面我们可以看到左值引用既可以引用左值和又可以引用右值那为什么C11还要提出右值引用呢是不是化蛇添足呢下面我们来看看左值引用的短板右值引用是如何补齐这个短板的 测试STL容器 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1;
#pragma once
#includeiostream
#includeassert.h
#includealgorithm
#includeutility
#includestring
#includevector
using namespace std;namespace Thb {class string {public:
//迭代器typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;iterator begin() {return _str;}iterator end() {return _str _size;}const_iterator begin() const {return _str;}const_iterator end() const {return _str _size;}//默认成员函数//默认构造string(const char* str ){_size strlen(str);_capacity _size;_str new char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}//拷贝构造string(const string s) :_str(new char[s._capacity 1]),_capacity(s._capacity),_size(s._size){cout string(const string s) -- 深拷贝 endl;strcpy(_str, s._str);}//移动构造string(string s) :_str(nullptr), _capacity(0), _size(0){cout string(string s) -- 资源转移 endl;swap(s);}//赋值string operator(const string s) {cout string operator(string s) -- 深拷贝 endl;string tmp(s);swap(tmp);return *this;}//移动赋值string operator(string s) {cout string(const string s) -- 资源转移 endl;swap(s);return *this;}//析构~string() {delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}
//capacity相关函数void reserve(size_t n) {if (n _capacity) {char* temp new char[n 1];strcpy(temp, _str);delete[] _str;_str temp;_capacity n;}}bool empty() const {return _size 0;}//Modifiers函数void push_back(char c) {if (_size _capacity) {reserve(_capacity 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] c;_size;_str[_size] \0;}void pop_back() {assert(!empty());--_size;}
//string operations函数void swap(string s) {std::swap(_str, s._str);std::swap(_capacity, s._capacity);std::swap(_size, s._size);}const char* c_str() const {return _str;}void append(const char* str){size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){reserve(_size len);}strcpy(_str _size, str);_size len;}void append(const string s){append(s._str);}
//运算符重载char operator[](int pos){assert(pos _size);return _str[pos];}char operator[](int pos) const {assert(pos _size);return _str[pos];}string operator(char ch){push_back(ch);return *this;}string operator(const char* str){append(str);return *this;}string operator(const string s){append(s);return *this;}size_t size() const {return _size;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;public:const static size_t npos -1;};} 左值引用的使用场景 做参数和做返回值都可以提高效率。 void func1(Thb::string s)
{}
void func2(const Thb::string s)
{}
int main()
{Thb::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func1(s1);//func1s1为值传递func1传递s1会调用拷贝构造func2(s1);//func2s1为引用传递不会调用拷贝构造// string operator(char ch) 传值返回存在深拷贝// string operator(char ch) 传左值引用没有拷贝提高了效率s1 !;return 0;
} 左值引用的短板 但是当函数返回对象是一个局部变量出了函数作用域就不存在了就不能使用左值引用返回 只能传值返回。例如bit::string to_string(int value)函数中可以看到这里只能使用传值返回 传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。 namespace Thb
{Thb::string to_string(int value){bool flag true;if (value 0){flag false;value 0 - value;}Thb::string str;while (value 0){int x value % 10;value / 10;str (0 x);}if (flag false){str -;}std::reverse(str.begin(), str.end());return str;}
}
int main()
{// 在Thb::string to_string(int value)函数中可以看到这里只能使用传值返回//传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。Thb::string ret1 Thb::to_string(1234);Thb::string ret2 Thb::to_string(-1234);cout ret1.c_str() endl;cout ret2.c_str() endl;return 0;
} 右值引用和移动语义解决上述问题 在Thb::string中增加移动构造移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来占位已有那么就不 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。 //移动构造string(string s) :_str(nullptr), _capacity(0), _size(0){cout string(string s) -- 资源转移 endl;swap(s);} 再运行上面to_string的两个调用我们会发现这里没有调用深拷贝的拷贝构造而是调用 了移动构造移动构造中没有新开空间拷贝数据所以效率提高了。 不仅仅有移动构造还有移动赋值 在Thb::string类中增加移动赋值函数再去调用Thb::to_string(1234)不过这次是将 Thb::to_string(1234)返回的右值对象赋值给ret1对象这时调用的是移动构造。 // 移动赋值
string operator(string s)
{cout string operator(string s) -- 资源转移 endl;swap(s);return *this;
}
int main()
{Thb::string ret1;ret1 Thb::to_string(1234);return 0;
}
// 运行结果
// string(string s) -- 资源转移
// string operator(string s) -- 资源转移 这里运行后我们看到调用了一次移动构造和一次移动赋值。因为如果是用一个已经存在的对象接收编译器就没办法优化了。Thb::to_string函数中会先用str生成构造生成一个临时对象但是我们可以看到编译器很聪明的在这里把str识别成了右值调用了移动构造。然后在把这个临时对象做为Thb::to_string函数调用的返回值赋值给ret1这里调用的移动赋值。若没有移动构造移动赋值便是一次拷贝构造一次拷贝赋值都是深拷贝。 STL中的容器都是增加了移动构造和移动赋值 6.4 右值引用引用左值及其一些更深入的使用场景分析 按照语法右值引用只能引用右值但右值引用一定不能引用左值吗因为有些场景下可能真的需要用右值去引用左值实现移动语义。当需要用右值引用引用一个左值时可以通过move 函数将左值转化为右值。C11中std::move()函数位于头文件中该函数名字具有迷惑性 它并不搬移任何东西唯一的功能就是将一个左值强制转化为右值引用然后实现移动语义。 templateclass _Ty
inline typename remove_reference_Ty::type move(_Ty _Arg) _NOEXCEPT
{
// forward _Arg as movablereturn ((typename remove_reference_Ty::type)_Arg);
} int main()
{Thb::string s1(hello world);// 这里s1是左值调用的是拷贝构造Thb::string s2(s1);// 这里我们把s1 move处理以后, 会被当成右值调用移动构造// 但是这里要注意一般是不要这样用的因为我们会发现s1的// 资源被转移给了s3s1被置空了。Thb::string s3(std::move(s1));return 0;
} STL容器插入接口函数也增加了右值引用版本 http://www.cplusplus.com/reference/list/list/push_back/ http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/push_back/ void push_back(value_type val);
int main()
{listThb::string lt;Thb::string s1(1111);// 这里调用的是拷贝构造lt.push_back(s1);// 下面调用都是移动构造lt.push_back(2222);lt.push_back(std::move(s1));return 0;
}
//运行结果
// string(const string s) -- 深拷贝
// string(string s) -- 资源转移
// string(string s) -- 资源转移 6.5 完美转发 模板中的 万能引用 void Fun(int x) { cout 左值引用 endl; }
void Fun(const int x) { cout const 左值引用 endl; }
void Fun(int x) { cout 右值引用 endl; }
void Fun(const int x) { cout const 右值引用 endl; }
// 模板中的不代表右值引用而是万能引用其既能接收左值又能接收右值。
// 模板的万能引用只是提供了能够接收同时接收左值引用和右值引用的能力
// 但是引用类型的唯一作用就是限制了接收的类型后续使用中都退化成了左值
// 我们希望能够在传递过程中保持它的左值或者右值的属性, 就需要用我们下面学习的完美转发
templatetypename T
void PerfectForward(T t)
{Fun(t);
}
int main()
{PerfectForward(10); // 右值int a;PerfectForward(a); // 左值PerfectForward(std::move(a)); // 右值const int b 8;PerfectForward(b); // const 左值PerfectForward(std::move(b)); // const 右值return 0;
}
//实际结果左值左值左值const左值const左值 std::forward 完美转发在传参的过程中保留对象原生类型属性 void Fun(int x) { cout 左值引用 endl; }
void Fun(const int x) { cout const 左值引用 endl; }
void Fun(int x) { cout 右值引用 endl; }
void Fun(const int x) { cout const 右值引用 endl; }
// 模板中的不代表右值引用而是万能引用其既能接收左值又能接收右值。
// 模板的万能引用只是提供了能够接收同时接收左值引用和右值引用的能力
// 但是引用类型的唯一作用就是限制了接收的类型后续使用中都退化成了左值
// 我们希望能够在传递过程中保持它的左值或者右值的属性, 就需要用我们下面学习的完美转发
templatetypename T
void PerfectForward(T t)
{Fun(std::forwardT(t));
}
int main()
{PerfectForward(10); // 右值int a;PerfectForward(a); // 左值PerfectForward(std::move(a)); // 右值const int b 8;PerfectForward(b); // const 左值PerfectForward(std::move(b)); // const 右值return 0;
}
//实际结果右值左值右值const左值const右值 完美转发实际中的使用场景 templateclass T
struct ListNode
{ListNode* _next nullptr;ListNode* _prev nullptr;T _data;
};
templateclass T
class List
{typedef ListNodeT Node;
public:List(){_head new Node;_head-_next _head;_head-_prev _head;}void PushBack(T x){//Insert(_head, x);Insert(_head, std::forwardT(x));}void PushFront(T x){//Insert(_head-_next, x);Insert(_head-_next, std::forwardT(x));}void Insert(Node* pos, T x){Node* prev pos-_prev;Node* newnode new Node;newnode-_data std::forwardT(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()
{ListThb::string lt;lt.PushBack(1111);lt.PushFront(2222);return 0;
} 7. 新的类功能 默认成员函数 原来C类中有6个默认成员函数 1. 构造函数 2. 析构函数 3. 拷贝构造函数 4. 拷贝赋值重载 5. 取地址重载 6. const 取地址重载 最后重要的是前4个后两个用处不大。默认成员函数就是我们不写编译器会生成一个默认的。 C11 新增了两个移动构造函数和移动赋值运算符重载。 针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有一些需要注意的点如下 如果你没有自己实现移动构造函数且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任 意一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造函数对于内置类 型成员会执行逐成员按字节拷贝自定义类型成员则需要看这个成员是否实现移动构造 如果实现了就调用移动构造没有实现就调用拷贝构造。如果你没有自己实现移动赋值重载函数且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中 的任意一个那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数对于内 置类型成员会执行逐成员按字节拷贝自定义类型成员则需要看这个成员是否实现移动赋 值如果实现了就调用移动赋值没有实现就调用拷贝赋值。(默认移动赋值跟上面移动构造 完全类似)如果你提供了移动构造或者移动赋值编译器不会自动提供拷贝构造和拷贝赋值。 class Person
{
public:Person(const char* name , int age 0):_name(name), _age(age){}/*Person(const Person p)* :_name(p._name),_age(p._age){}*//*Person operator(const Person p){if(this ! p){_name p._name;_age p._age;}return *this;}*//*~Person(){}*/
private:Thb::string _name;int _age;
};
int main()
{Person s1;Person s2 s1;Person s3 std::move(s1);Person s4;s4 std::move(s2);return 0;
} 类成员变量初始化 C11允许在类定义时给成员变量初始缺省值默认生成构造函数会使用这些缺省值初始化这 个在类和对象文章就写了。 强制生成默认函数的关键字default: C11可以让你更好的控制要使用的默认函数。假设你要使用某个默认的函数但是因为一些原因这个函数没有默认生成。比如我们提供了拷贝构造就不会生成移动构造了那么可以使用default关键字显示指定移动构造生成。 class Person
{
public:Person(const char* name , int age 0):_name(name), _age(age){}Person(const Person p):_name(p._name), _age(p._age){}Person(Person p) default;
private:Thb::string _name;int _age;
};
int main()
{Person s1;Person s2 s1;Person s3 std::move(s1);return 0;
} 禁止生成默认函数的关键字delete: 如果能想要限制某些默认函数的生成在C98中是该函数设置成private并且只声明不定义这样只要其他人想要调用就会报错。在C11中更简单只需在该函数声明加上delete即可该语法指示编译器不生成对应函数的默认版本称delete修饰的函数为删除函数。 class Person
{
public:Person(const char* name , int age 0):_name(name), _age(age){}Person(const Person p) delete;
private:Thb::string _name;int _age;
};
int main()
{Person s1;Person s2 s1;//errPerson s3 std::move(s1);//errreturn 0;
} 要求delete关键字实现一个类只能在堆上创建 //要求delete关键字实现一个类只能在堆上创建
//析构禁止默认生成此时创建对象除了作用域需要自动调用析构
//而将析构delete便无法创建对象
class HeapOnly {
public:HeapOnly() {_str new char[10];}void Destory() {delete[] _str;//内存池申请空间不在默认调用构造需要使用定位new初始化调用构造//定位删除-不在自动调用析构operator delete(this);}~HeapOnly() delete;
private:char* _str;
};int main() {/*HeapOnly hp1;static HeapOnly hp2;*/HeapOnly* pho1 new HeapOnly;//在堆区new对象自动调用构造//申请空间需要释放delete释放会自动调用析构//没有析构会造成资源泄漏而此时可以实现一个类公共成员函数进行清理//operator delete(pho1);pho1-Destory();return 0;
} 继承和多态中的final与override关键字: 这个在继承和多态章节已经进行了详细介绍。 8. 可变参数模板 C11的新特性可变参数模板能够让您创建可以接受可变参数的函数模板和类模板相比 C98/03类模版和函数模版中只能含固定数量的模版参数可变模版参数无疑是一个巨大的改进。然而由于可变模版参数比较抽象使用起来需要一定的技巧所以这块还是比较晦涩的。现阶段呢掌握一些基础的可变参数模板特性就够用了。 下面就是一个基本可变参数的函数模板 // Args是一个模板参数包args是一个函数形参参数包
// 声明一个参数包Args...args这个参数包中可以包含0到任意个模板参数。
template class ...Args
void ShowList(Args... args)
{} 上面的参数args前面有省略号所以它就是一个可变模版参数我们把带省略号的参数称为“参数包”它里面包含了0到NN0个模版参数。我们无法直接获取参数包args中的每个参数的 只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数这是使用可变模版参数的一个主要特点也是最大的难点即如何展开可变模版参数。由于语法不支持使用args[i]这样方式获取可变参数所以我们的用一些奇招来一一获取参数包的值。 递归函数方式展开参数包 // 递归终止函数
template class T
void ShowList(const T t)
{cout t endl;
}
// 展开函数
template class T, class ...Args
void ShowList(T value, Args... args)
{cout value ;ShowList(args...);
}
int main()
{ShowList(1);ShowList(1, A);ShowList(1, A, std::string(sort));return 0;
} 逗号表达式展开参数包 这种展开参数包的方式不需要通过递归终止函数是直接在expand函数体中展开的, printarg 不是一个递归终止函数只是一个处理参数包中每一个参数的函数。这种就地展开参数包的方式 实现的关键是逗号表达式。我们知道逗号表达式会按顺序执行逗号前面的表达式。 expand函数中的逗号表达式(printarg(args), 0)也是按照这个执行顺序先执行 printarg(args)再得到逗号表达式的结果0。同时还用到了C11的另外一个特性——初始化列表通过初始化列表来初始化一个变长数组, {(printarg(args), 0)...}将会展开成((printarg(arg1),0), (printarg(arg2),0), (printarg(arg3),0), etc... )最终会创建一个元素值都为0的数组int arr[sizeof... (Args)] 。 由于是逗号表达式在创建数组的过程中会先执行逗号表达式前面的部分printarg(args) 打印出参数也就是说在构造int数组的过程中就将参数包展开了这个数组的目的纯粹是为了在数组构造的过程展开参数包. template class T
void PrintArg(T t)
{cout t ;
}
//展开函数
template class ...Args
void ShowList(Args... args)
{int arr[] { (PrintArg(args), 0)... };cout endl;
}
int main()
{ShowList(1);ShowList(1, A);ShowList(1, A, std::string(sort));return 0;
} STL容器中的empalce相关接口函数 http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/emplace_back/ http://www.cplusplus.com/reference/list/list/emplace_back/ template class... Args
void emplace_back (Args... args); 首先我们看到的emplace系列的接口支持模板的可变参数并且万能引用。那么相对insert和 emplace系列接口的优势到底在哪里呢 int main()
{std::list std::pairint, char mylist;// emplace_back支持可变参数拿到构建pair对象的参数后自己去创建对象// 那么在这里我们可以看到除了用法上和push_back没什么太大的区别mylist.emplace_back(10, a);mylist.emplace_back(20, b);mylist.emplace_back(make_pair(30, c));mylist.push_back(make_pair(40, d));mylist.push_back({ 50, e });for (auto e : mylist)cout e.first : e.second endl;return 0;
} int main()
{// 下面我们试一下带有拷贝构造和移动构造的Thb::string再试试呢// 我们会发现其实差别也不到emplace_back是直接构造了push_back// 是先构造再移动构造其实也还好。std::list std::pairint, Thb::string mylist;mylist.emplace_back(10, sort);mylist.emplace_back(make_pair(20, sort));mylist.push_back(make_pair(30, sort));mylist.push_back({ 40, sort });return 0;
} 9. lambda表达式
9.1 C98中的一个例子 在C98中如果想要对一个数据集合中的元素进行排序可以使用std::sort方法。 #include algorithm
#include functional
int main()
{int array[] { 4,1,8,5,3,7,0,9,2,6 };// 默认按照小于比较排出来结果是升序std::sort(array, array sizeof(array) / sizeof(array[0]));// 如果需要降序需要改变元素的比较规则std::sort(array, array sizeof(array) / sizeof(array[0]), greaterint());return 0;
} 如果待排序元素为自定义类型需要用户定义排序时的比较规则 struct Goods
{string _name; // 名字double _price; // 价格int _evaluate; // 评价Goods(const char* str, double price, int evaluate):_name(str), _price(price), _evaluate(evaluate){}
};
struct ComparePriceLess
{bool operator()(const Goods gl, const Goods gr){return gl._price gr._price;}
};
struct ComparePriceGreater
{bool operator()(const Goods gl, const Goods gr){return gl._price gr._price;}
};
int main()
{vectorGoods v { { 苹果, 2.1, 5 }, { 香蕉, 3, 4 }, { 橙子, 2.2,3 }, { 菠萝, 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());return 0;
} 随着C语法的发展人们开始觉得上面的写法太复杂了每次为了实现一个algorithm算法 都要重新去写一个类如果每次比较的逻辑不一样还要去实现多个类特别是相同类的命名 这些都给编程者带来了极大的不便。因此在C11语法中出现了Lambda表达式。 9.2 lambda表达式 int main()
{vectorGoods v { { 苹果, 2.1, 5 }, { 香蕉, 3, 4 }, { 橙子, 2.2,3 }, { 菠萝, 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods g1, const Goods g2) {return g1._price g2._price; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods g1, const Goods g2) {return g1._price g2._price; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods g1, const Goods g2) {return g1._evaluate g2._evaluate; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods g1, const Goods g2) {return g1._evaluate g2._evaluate; });
} 上述代码就是使用C11中的lambda表达式来解决可以看出lambda表达式实际是一个匿名函数。 9.3 lambda表达式语法 lambda表达式书写格式[capture-list] (parameters) mutable - return-type { statement } 1. lambda表达式各部分说明 [capture-list] : 捕捉列表该列表总是出现在lambda函数的开始位置编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda 函数使用。(parameters)参数列表。与普通函数的参数列表一致如果不需要参数传递则可以连同()一起省略mutable默认情况下lambda函数总是一个const函数mutable可以取消其常量 性。使用该修饰符时参数列表不可省略(即使参数为空)。-returntype返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型没有返回 值时此部分可省略。返回值类型明确情况下也可省略由编译器对返回类型进行推 导。{statement}函数体。在该函数体内除了可以使用其参数外还可以使用所有捕获 到的变量。 注意 在lambda函数定义中参数列表和返回值类型都是可选部分而捕捉列表和函数体可以为空。因此C11中最简单的lambda函数为[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。 int main()
{// 最简单的lambda表达式, 该lambda表达式没有任何意义[] {};// 省略参数列表和返回值类型返回值类型由编译器推导为intint a 3, b 4;[] {return a 3; };// 省略了返回值类型无返回值类型auto fun1 [](int c) {b a c; };fun1(10);cout a b endl;// 各部分都很完善的lambda函数auto fun2 [, b](int c)-int {return b a c; };cout fun2(10) endl;// 复制捕捉xint x 10;auto add_x [x](int a) mutable { x * 2; return a x; };cout add_x(10) endl;return 0;
} 通过上述例子可以看出lambda表达式实际上可以理解为无名函数该函数无法直接调 用如果想要直接调用可借助auto将其赋值给一个变量。 2. 捕获列表说明 捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用以及使用的方式传值还是传引用。 [var]表示值传递方式捕捉变量var[]表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)[var]表示引用传递捕捉变量var[]表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)[this]表示值传递方式捕捉当前的this指针 注意 父作用域指包含lambda函数的语句块 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成并以逗号分割。 比如[, a, b]以引用传递的方式捕捉变量a和b值传递方式捕捉其他所有变量。 [a, this]值传递方式捕捉变量a和this引用方式捕捉其他变量捕捉列表不允许变量重复传递否则就会导致编译错误。 比如[, a]已经以值传递方式捕捉了所有变量捕捉a重复在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空。在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量捕捉任何非此作用域或者 非局部变量都会导致编译报错。lambda表达式之间不能相互赋值即使看起来类型相同 void (*PF)();
int main()
{auto f1 [] {cout hello world endl; };auto f2 [] {cout hello world endl; };// 此处先不解释原因等lambda表达式底层实现原理看完后大家就清楚了//f1 f2; // 编译失败---提示找不到operator()// 允许使用一个lambda表达式拷贝构造一个新的副本auto f3(f2);f3();// 可以将lambda表达式赋值给相同类型的函数指针PF f2;PF();return 0;
} 9.4 函数对象与lambda表达式 函数对象又称为仿函数即可以想函数一样使用的对象就是在类中重载了operator()运算符的类对象。 class Rate
{
public:Rate(double rate) : _rate(rate){}double operator()(double money, int year){return money * _rate * year;}
private:double _rate;
};
int main()
{// 函数对象double rate 0.49;Rate r1(rate);r1(10000, 2);// lamberauto r2 [](double monty, int year)-double {return monty * rate * year;};r2(10000, 2);return 0;
} 从使用方式上来看函数对象与lambda表达式完全一样。 函数对象将rate作为其成员变量在定义对象时给出初始值即可lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到。 实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式完全就是按照函数对象的方式处理的即如果定义了一个lambda表达式编译器会自动生成一个类在该类中重载了operator()。编译器对于lambda表达式生成类使用UUID命名使其为唯一类 10. 包装器
10.1 function包装器 function包装器 也叫作适配器。C中的function本质是一个类模板也是一个包装器。 那么我们来看看我们为什么需要function呢 // ret func(x);
// 上面func可能是什么呢那么func可能是函数名函数指针函数对象(仿函数对象)也有可能
// 是lamber表达式对象所以这些都是可调用的类型如此丰富的类型可能会导致模板的效率低下
// 为什么呢我们继续往下看
templateclass F, class T
T useF(F f, T x)
{static int count 0;cout count: count endl;cout count: count endl;return f(x);
}
double f(double i)
{return i / 2;
}
struct Functor
{double operator()(double d){return d / 3;}
};
int main()
{// 函数指针cout useF(f, 11.11) endl;// 仿函数cout useF(Functor(), 11.11) endl;// lamber表达式cout useF([](double d)-double { return d / 4; }, 11.11) endl;return 0;
} 通过上面的程序验证我们会发现useF函数模板实例化了三份。 包装器可以很好的解决上面的问题 std::function在头文件functional
// 类模板原型如下
template class T function; // undefined
template class Ret, class... Args
class functionRet(Args...);
模板参数说明
Ret: 被调用函数的返回类型
Args…被调用函数的形参 // 使用方法如下
#include functional
int f(int a, int b)
{return a b;
}
struct Functor
{
public:int operator() (int a, int b){return a b;}
};
class Plus
{
public:static int plusi(int a, int b){return a b;}double plusd(double a, double b){return a b;}
};
int main()
{// 函数名(函数指针)std::functionint(int, int) func1 f;cout func1(1, 2) endl;// 函数对象(仿函数)std::functionint(int, int) func2 Functor();cout func2(1, 2) endl;// lamber表达式std::functionint(int, int) func3 [](const int a, const int b){return a b; };cout func3(1, 2) endl;// 类的成员函数std::functionint(int, int) func4 Plus::plusi;cout func4(1, 2) endl;std::functiondouble(Plus, double, double) func5 Plus::plusd;cout func5(Plus(), 1.1, 2.2) endl;return 0;
} 有了包装器如何解决模板的效率低下实例化多份的问题呢 #include functional
templateclass F, class T
T useF(F f, T x)
{static int count 0;cout count: count endl;cout count: count endl;return f(x);
}
double f(double i)
{return i / 2;
}
struct Functor
{double operator()(double d){return d / 3;}
};
class Func {
public:int func(double d) {return d * 3;}
};
int main()
{// 函数指针std::functiondouble(double) func1 f;cout useF(func1, 11.11) endl;// 函数对象(仿函数)std::functiondouble(double) func2 Functor();cout useF(func2, 11.11) endl;// lamber表达式std::functiondouble(double) func3 [](double d)-double { return d / 4; };cout useF(func3, 11.11) endl;//公共成员函数std::functionint(Func, int) func4 Func::func;//cout useF(func5, 11.11) endl; //err 包装器的其他一些场景 150. 逆波兰表达式求值 - 力扣LeetCode class Solution {
public:int evalRPN(vectorstring tokens) {stackint st;//C11 {}、initializer_list及可变参数模板——构造初始化\lambda表达式及function包装器mapstring, functionint(int, int) opFuncMap {{ , [](int i, int j){return i j; } },{ -, [](int i, int j){return i - j; } },{ *, [](int i, int j){return i * j; } },{ /, [](int i, int j){return i / j; } }};//for(auto str : tokens){if(opFuncMap.count(str)){int right st.top();st.pop();int left st.top();st.pop();st.push(opFuncMap[str](left, right));}else{st.push(stoi(str));}}return st.top();}
}; 为什么C11不增加pop返回值 T pop() 因为如果是非内置类型pop底层实现如果直接返回T需要进行一次构造且pop栈帧内构造的变量只能通过传值到外部构造需要new空间return会自动识别是否为右值的情况下最少会进行一次移动构造最多会进行两次移动构造编译器优化为一次或者一次移动构造一次移动赋值在不使用pop返回值的情况下降低效率 10.2 bind std::bind函数定义在头文件中是一个函数模板它就像一个函数包装器(适配器)接受一个可调用对象callable object生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。一般而言我们用它可以把一个原本接收N个参数的函数fn通过绑定一些参数返回一个接收M个M 可以大于N但这么做没什么意义参数的新函数。同时使用std::bind函数还可以实现参数顺序调整等操作。 // 原型如下
template class Fn, class... Args
/* unspecified */ bind (Fn fn, Args... args);
// with return type (2)
template class Ret, class Fn, class... Args
/* unspecified */ bind (Fn fn, Args... args);//绑定函数包装器(适配器)接受一个可调用对象callable object生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表//绑定参数_调整顺序——传递xy调整的是实参而bind实际使用placeholders占位控件代表形参//namespace placeholders {// extern /* unspecified */ _1;// extern /* unspecified */ _2;// extern /* unspecified */ _3;// // ...//} 可以将bind函数看作是一个通用的函数适配器它接受一个可调用对象生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。 调用bind的一般形式auto newCallable bind(callable,arg_list); 其中newCallable本身是一个可调用对象arg_list是一个逗号分隔的参数列表对应给定的callable的参数。当我们调用newCallable时newCallable会调用callable,并传给它arg_list中的参数。 arg_list中的参数可能包含形如_n的名字其中n是一个整数这些参数是“占位符”表示 newCallable的参数它们占据了传递给newCallable的参数的“位置”。数值n表示生成的可调用对象中参数的位置_1为newCallable的第一个参数_2为第二个参数以此类推。 //bind——绑定 functianal
int Plus(int x, int y) {return x y;
}int Div(int x, int y) {return x / y;
}int Mul(int a, int b, int rate) {return a * b * rate;
}class Sub {
public:int sub(int x, int y) {return x - y;}
};int TestBind() {//function包装器也叫做适配器//functionint(int, int) funcPlus Plus;//functionint(Sub,int, int) funcSub Sub::sub;/*mapstring, functionint(int, int) opFuncMap {{, Plus},{-, Sub::sub}};*/int x 2, y 10;cout Div(x, y) endl;//绑定函数包装器(适配器)接受一个可调用对象callable object生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表//绑定参数_调整顺序——传递xy调整的是实参而bind实际使用placeholders占位控件代表形参//namespace placeholders {// extern /* unspecified */ _1;// extern /* unspecified */ _2;// extern /* unspecified */ _3;// // ...//}//auto bindFunc1 bind(Div, placeholders::_2, placeholders::_1);//functionint(int,int) bindFunc2 bind(Div, placeholders::_1, placeholders::_2);cout typeid(bindFunc1).name() endl;//cout bindFunc1(x, y) endl;//绑定参数--调整个数functionint(int, int) funcPlus Plus;functionint(int, int) funcSub bind(Sub::sub, Sub(), placeholders::_1, placeholders::_2);//第Sub()参数直接绑死只使用_1、_2后两个参数functionint(int, int) funcMul bind(Mul, placeholders::_1, placeholders::_2, 1);mapstring, functionint(int, int) opFuncMap {{, Plus },{-, bind(Sub::sub, Sub(), placeholders::_1, placeholders::_2)},{*, bind(Mul, 1, placeholders::_1, placeholders::_2)}};cout opFuncMap[](5, 2) endl;;cout opFuncMap[-](5, 2) endl;cout opFuncMap[*](5, 2) endl;;return 0;
} 以上是C11新增的极为常用的新特性而C11还新增了特别重要的线程库后续文章会进行更新望大家多多关注支持
