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C++11新特性详解：从列表初始化到线程库

news 2025/8/14 6:49:33

前言

1. C++11简介

2. 统一的列表初始化

2.1 std::initializer_list

3. 变量类型推导

3.1 auto关键字

3.2 decltype

3.3 nullptr

4. 范围for循环

5. final与override

6. 智能指针

7. STL新容器

8. 右值引用和移动语义

8.1 左值 vs 右值

8.2 右值引用

8.3 移动语义

8.4 std::move

9. lambda表达式

10. 包装器function

11. 线程库

11.1 线程同步

12. 其他重要特性

总结

前言

C++11作为C++语言的重大更新版本，引入了大量现代化特性，极大地提升了开发效率和代码质量。本文将全面介绍C++11的核心新特性，帮助读者掌握这些强大的工具。。

`1. C++11简介`

C++11是自C++98/03以来的第一个重大更新，历经13年开发（原计划2007年发布，最终2011年发布）。它带来了约140个新特性，修复了600多个缺陷，使C++成为更现代化、更安全的语言。

`2. 统一的列表初始化`

C++11扩展了花括号初始化的使用范围，使其适用于所有内置类型和用户自定义类型。

// 内置类型
int x1 = 1;   // 传统方式
int x2{2};    // C++11方式// 数组和结构体
int array[]{1, 2, 3};
Point p{1, 2};// new表达式
int* pa = new int[4]{0};

`2.1 std::initializer_list`

`std::initializer_list`是一种特殊类型，用于支持初始化列表：

auto i1 = {10, 20, 30};  // i1类型为std::initializer_list<int>

STL容器都增加了以`initializer_list`为参数的构造函数：

vector<int> v = {1, 2, 3};
map<string, string> dict = {{"sort", "排序"}, {"insert", "插入"}};

`3. 变量类型推导`

`3.1 auto关键字`

auto可以自动推导变量类型：

auto p = &i;  // int*
auto pf = strcpy;  // 函数指针
auto it = dict.begin();  // 迭代器

`3.2 decltype`

decltype可以获取表达式的类型：

decltype(x * y) ret;  // ret的类型为double
decltype(&x) p;       // p的类型为int*

`3.3 nullptr`

C++11引入nullptr替代NULL，解决二义性问题：

int* p = nullptr;  // 明确表示空指针

`4. 范围for循环`

简化容器遍历：

for(auto e : v) {cout << e << " ";
}

`5. final与override`

- final：禁止类被继承或虚函数被重写 - override：显式声明重写基类虚函数

`6. 智能指针`

C++11引入三种智能指针： - unique_ptr：独占所有权 - shared_ptr：共享所有权 - weak_ptr：弱引用

`7. STL新容器`

C++11新增容器： - array：静态数组 - forward_list：单向链表 - unordered_map/unordered_set：哈希实现的map/set

`8. 右值引用和移动语义`

`8.1 左值 vs 右值`

- 左值：有持久状态的对象（变量、解引用指针等） - 右值：临时对象（字面量、表达式结果等）

`8.2 右值引用`

int&& rr1 = 10;          // 右值引用
double&& rr2 = x + y;    // 右值引用

`8.3 移动语义`

移动构造和移动赋值可以"窃取"右值资源，避免深拷贝：

// 移动构造函数
string(string&& s) : _str(nullptr) {swap(s);  // 直接交换资源
}// 移动赋值运算符
string& operator=(string&& s) {swap(s);return *this;
}

`8.4 std::move`

将左值转为右值引用：

string s1("hello");
string s2(std::move(s1));  // s1资源被转移给s2

`9. lambda表达式`

匿名函数，简化代码：

sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._price < g2._price;
});

完整语法：`[capture-list](parameters) mutable -> return-type { statement }`

`10. 包装器function`

统一可调用对象类型：

function<int(int,int)> func1 = f;        // 函数指针
function<int(int,int)> func2 = Functor(); // 函数对象
function<int(int,int)> func3 = [](int a, int b){ return a+b; }; // lambda

`11. 线程库`

C++11引入了跨平台线程支持：

#include <thread>void thread_func(int a) {cout << "Thread: " << a << endl;
}int main() {thread t(thread_func, 10);t.join();return 0;
}

`11.1 线程同步`

- mutex：互斥锁 - lock_guard：RAII方式管理锁 - condition_variable：线程间通信

mutex mtx;
condition_variable cv;
bool ready = false;void worker() {unique_lock<mutex> lock(mtx);cv.wait(lock, []{return ready;});// 工作代码
}void master() {{unique_lock<mutex> lock(mtx);ready = true;}cv.notify_all();
}