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【简述】C++11/14/17/20/23 中的关键新特性

news 2025/7/27 8:02:31

一、C++11 的主要新特性（“现代 C++”的起点）

1. 自动类型推导 `auto`

自动推导变量类型，避免冗长声明

auto x = 10;       // int
auto s = "hello";  // const char*

2. 范围 for 循环

std::vector<int> v{1, 2, 3};
for (auto val : v) {std::cout << val << std::endl;
}

3. 右值引用（`&&`）与移动语义

优化性能，避免不必要的拷贝

std::vector<int> foo() { return std::vector<int>{1, 2, 3}; }std::vector<int> v = foo(); // 移动构造

4. 智能指针 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr`

自动释放资源，避免内存泄漏。

auto ptr = std::make_unique<int>(10);

5. `nullptr` 替代 NULL

void func(int* p);
func(nullptr);  // 更安全，避免歧义

二、C++14 的新特性（小而精）

1. 返回类型推导

auto add(int a, int b) {return a + b;
}

2. 通用 Lambda 表达式

Lambda 参数支持 auto，适用于模板编程

auto add = [](auto a, auto b) { return a + b; };

3. 二进制字面量

int x = 0b1101;  // 等于 13

三、C++17 的新特性（实用增强）

1. 结构化绑定

std::tuple<int, std::string> t{1, "hello"};
auto [id, name] = t;

2. `if constexpr`（编译期条件）

用于模板元编程，替代 SFINAE

template<typename T>
void print(T val) {if constexpr (std::is_integral_v<T>) {std::cout << "整数: " << val << "\n";} else {std::cout << "其他: " << val << "\n";}
}

3. `std::variant` 与 `std::optional`

std::optional<int> maybeInt = std::nullopt;
std::variant<int, std::string> v = "hello";

4. `inline` 变量

解决头文件中全局变量多次定义问题

inline int globalCount = 0;

四、C++20 的重大突破

1. 概念（Concepts）

用于限制模板类型，提高可读性和错误提示质量

template<typename T>
concept Addable = requires(T a, T b) {a + b;
};template<Addable T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}

2. 协程（coroutines）

可用于异步任务、生成器等

std::generator<int> gen() {for (int i = 0; i < 10; ++i)co_yield i;
}

3. 范围（ranges）

函数式风格处理集合

#include <ranges>
auto evens = std::views::iota(1, 100) | std::views::filter([](int i) { return i % 2 == 0; });

4. 三路比较 `<=>`（太空船操作符）

自动生成 <, ==, >

struct A {int x;auto operator<=>(const A&) const = default;
};

五、C++23（增强质量与实用）

1. `std::expected`

替代 std::optional 和异常的错误处理

std::expected<int, std::string> safe_div(int a, int b) {if (b == 0) return std::unexpected("Divide by zero");return a / b;
}

2. `if consteval`

用于在编译时判断是否为常量求值

consteval int square(int x) {return x * x;
}

3. 多维数组支持 `mdspan`（新库）

标准化了高效、多维数组访问

标准	关键新特性
C++11	`auto`, `nullptr`, Lambda, 智能指针, 右值引用, 移动语义
C++14	返回类型推导，通用 Lambda，二进制字面量
C++17	结构化绑定, if constexpr, variant, optional, inline 变量
C++20	Concepts, Coroutines, Ranges, `<=>`, Modules（模块）
C++23	std::expected, consteval, if consteval, 多维数组支持（mdspan）