【C++游记】C++11特性

 

枫の个人主页

你不能改变过去，但你可以改变未来

算法/C++/数据结构/C

Hello，这里是小枫。C语言与数据结构和算法初阶两个板块都更新完毕，我们继续来学习C++的内容呀。C++是接近底层有比较经典的语言，因此学习起来注定枯燥无味，西游记大家都看过吧~，我希望能带着大家一起跨过九九八十一难，降伏各类难题，学会C++，我会尽我所能，以通俗易懂、幽默风趣的方式带给大家形象生动的知识，也希望大家遇到困难不退缩，遇到难题不放弃，学习师徒四人的精神！！！故此得名【C++游记】

 话不多说，让我们一起进入今天的学习吧~~~  

目录

1. C++11 的发展历史

2. 列表初始化

2.1 C++98 传统的 {} 初始化

2.2 C++11 中的统一初始化

2.3 std::initializer_list

3. 右值引用与移动语义

3.1 左值与右值

3.2 左值引用与右值引用

3.3 移动构造与移动赋值

3.4 右值引用的应用场景

3.5 引用折叠与完美转发

4. 可变参数模板

4.1 基本语法

4.2 包扩展

4.3 emplace 系列接口

5. 新的类功能

5.1 默认移动构造与移动赋值

5.2 成员变量默认初始化

5.3 default 与 delete

5.4 final 与 override

6. STL 中的变化

7. Lambda 表达式

7.1 基本语法

7.2 捕捉列表

7.3 Lambda 的应用

8. 包装器

8.1 std::function

8.2 std::bind

9. 总结

 10. 结语

---

1. C++11 的发展历史

C++11 是 C++ 语言的一次重大更新，于 2011 年 8 月 12 日由 ISO 正式发布。它引入了大量新特性，标准化了既有实践，并改进了 C++ 程序员可用的抽象能力。

在 C++11 之前，C++98/03 已经使用了十多年，而 C++11 与 C++03 间隔了 8 年，是迄今为止最长的版本间隔。自 C++11 开始，C++ 标准委员会决定每 3 年发布一个新版本。

版本	发布年份	主要特性
C++98	1998	STL、模板、字符串、IO 流
C++11	2011	移动语义、初始化列表、auto/decltype、lambda、constexpr、多线程
C++14	2014	泛型 lambda、返回类型推导、变量模板
C++17	2017	结构化绑定、if constexpr、并行算法、filesystem
C++20	2020	协程、模块、概念、范围库
C++23	2023	改进的范围、std::expected、flat_map/set

2. 列表初始化

2.1 C++98 传统的 {} 初始化

C++98 中，只有数组和简单结构体可以使用 {} 初始化：

struct Point {int _x;int _y;
};int main() {int array1[] = {1, 2, 3, 4, 5};int array2[5] = {0};Point p = {1, 2};return 0;
}

2.2 C++11 中的统一初始化

C++11 引入了统一初始化语法，几乎所有类型都可以使用 {} 初始化：

struct Point {int _x;int _y;
};class Date {
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1): _year(year), _month(month), _day(day) {}
private:int _year, _month, _day;
};int main() {// 内置类型int x1 = {2};int x2 {2};  // 可以省略 =// 自定义类型Date d1 = {2025, 1, 1};Date d2 {2024, 7, 25};// 容器初始化std::vector<Date> v;v.push_back({2025, 1, 1});  // 更简洁
}

2.3 std::initializer_list

C++11 引入了 std::initializer_list，允许容器和自定义类型支持任意长度的 {} 初始化：

#include <initializer_list>template<class T>
class vector {
public:vector(std::initializer_list<T> il) {for (auto e : il)push_back(e);}// ...
};int main() {std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};std::map<std::string, std::string> dict = {{"sort", "排序"}, {"string", "字符串"}};
}

3. 右值引用与移动语义

3.1 左值与右值

• 左值：有持久状态，可以取地址的表达式（变量、解引用指针等）
• 右值：临时值，不能取地址的表达式（字面量、临时对象、表达式结果等）

int main() {int a = 1;          // a 是左值，1 是右值int b = a + 2;      // b 是左值，a+2 是右值std::string s1 = "hello";  // s1 是左值std::string s2 = s1 + " world";  // s2 是左值，s1+" world" 是右值
}

3.2 左值引用与右值引用

int main() {int a = 1;// 左值引用只能绑定左值int& r1 = a;// 右值引用只能绑定右值int&& rr1 = 10;// const 左值引用可以绑定右值const int& cr = 10;// 右值引用可以绑定 move(左值)int&& rr2 = std::move(a);
}

3.3 移动构造与移动赋值

移动语义允许资源所有权的转移，避免不必要的拷贝：

class string {
public:// 移动构造string(string&& s) noexcept: _str(nullptr), _size(0), _capacity(0) {swap(s);  // 交换资源，不进行深拷贝}// 移动赋值string& operator=(string&& s) noexcept {if (this != &s) {clear();swap(s);}return *this;}// ...
private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};

3.4 右值引用的应用场景

• 提高性能：避免大型对象拷贝
• 解决返回值问题：函数返回局部对象时自动使用移动语义
• 容器操作优化：push_back、insert 等支持右值引用版本

std::vector<std::string> v;
std::string s = "hello";v.push_back(s);         // 拷贝构造
v.push_back(std::move(s));  // 移动构造，效率更高

3.5 引用折叠与完美转发

引用折叠规则：

• 右值引用的右值引用折叠为右值引用 (T&& && → T&&)
• 其他组合均折叠为左值引用 (T& &, T& &&, T&& & → T&)

完美转发：使用 std::forward 保持值类别

template<class T>
void Function(T&& t) {Fun(std::forward<T>(t));  // 完美转发
}

4. 可变参数模板

4.1 基本语法

template<class... Args>
void Print(Args&&... args) {std::cout << sizeof...(args) << std::endl;  // 参数个数
}int main() {Print();                  // 0个参数Print(1, "hello", 3.14);  // 3个参数
}

4.2 包扩展

void ShowList() {std::cout << std::endl;
}template<class T, class... Args>
void ShowList(T x, Args... args) {std::cout << x << " ";ShowList(args...);  // 递归展开
}template<class... Args>
void Print(Args... args) {ShowList(args...);
}

4.3 emplace 系列接口

C++11 容器新增了 emplace 系列接口，直接在容器内存中构造对象：

std::list<std::pair<std::string, int>> lt;
lt.emplace_back("apple", 1);  // 直接构造pair，无需临时对象

5. 新的类功能

5.1 默认移动构造与移动赋值

当类没有自定义以下函数时，编译器会自动生成移动构造和移动赋值：

• 析构函数
• 拷贝构造函数
• 拷贝赋值运算符

5.2 成员变量默认初始化

class Person {
private:std::string _name = "unknown";int _age = 0;
};

5.3 default 与 delete

class Person {
public:Person() = default;  // 使用默认构造Person(const Person&) = delete;  // 禁止拷贝
};

5.4 final 与 override

• final：防止类被继承或虚函数被重写
• override：明确表示重写基类虚函数

6. STL 中的变化

• 新容器：std::unordered_map、std::unordered_set、std::forward_list 等
• 新接口：移动构造、移动赋值、emplace 系列、initializer_list 构造
• 算法扩展：更多算法支持移动语义

7. Lambda 表达式

7.1 基本语法

[capture-list](parameters) -> return_type { function-body }

auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
std::cout << add(1, 2) << std::endl;

7.2 捕捉列表

• [var]：值捕捉
• [&var]：引用捕捉
• [=]：隐式值捕捉
• [&]：隐式引用捕捉
• [this]：捕捉当前对象

int a = 1, b = 2;
auto sum = [a, &b]() {b = 3;  // 修改外部变量return a + b;
};

7.3 Lambda 的应用

std::vector<Goods> v = {{"apple", 2.1, 5}, {"banana", 3, 4}};
std::sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {return g1._price < g2._price;  // 按价格排序
});

8. 包装器

8.1 std::function

统一各种可调用对象的类型：

#include <functional>int f(int a, int b) { return a + b; }struct Functor {int operator()(int a, int b) { return a + b; }
};int main() {std::function<int(int, int)> f1 = f;std::function<int(int, int)> f2 = Functor();std::function<int(int, int)> f3 = [](int a, int b) { return a + b; };
}

8.2 std::bind

调整函数参数：

using namespace std::placeholders;int Sub(int a, int b) { return (a - b) * 10; }int main() {auto sub1 = std::bind(Sub, _1, _2);      // 正常顺序auto sub2 = std::bind(Sub, _2, _1);      // 交换参数auto sub3 = std::bind(Sub, 100, _1);     // 固定第一个参数
}

9. 总结

C++11 引入了许多革命性的特性，极大地提升了 C++ 的表达能力和性能：

• 统一初始化：{} 和 initializer_list
• 移动语义：右值引用、移动构造、移动赋值
• 泛型编程增强：可变参数模板、完美转发
• 类功能增强：默认移动操作、成员初始化、default/delete
• STL 改进：新容器、新接口
• 编程便捷性：lambda 表达式、包装器

 10. 结语

今日C++到这里就结束啦，如果觉得文章还不错的话，可以三连支持一下。感兴趣的宝子们欢迎持续订阅小枫，小枫在这里谢谢宝子们啦~小枫の主页还有更多生动有趣的文章，欢迎宝子们去点评鸭~C++的学习很陡，时而巨难时而巨简单，希望宝子们和小枫一起坚持下去~你们的三连就是小枫的动力，感谢支持~

​