C++11新特性

一、背景简介

在讨论C++11的特性之前，可以简单提一下：

C++98/03是传统标准，已使用多年。而C++11（之前叫C++0x）是为了应对现代硬件多核、多任务的需求，加入了许多新功能，提升了语言的性能、表达力和安全性。

二、C++11的主要新特性

我会分类讲解，方便理解。

1. 自动类型推导

• auto关键字：让编译器自行推导变量类型，减少冗余。

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auto n = 10;          // int
auto p = new int(20); // int*
auto lambda = [](int x){ return x + 1; }; // lambda表达式自动推导

// 作用：让代码更简洁、更易维护

• decltype：获取表达式的类型，支持复杂类型推导。

2. 智能指针

引入标准库的智能指针，大大提升内存管理的安全性。

• std::shared_ptr：引用计数共享所有权。
• std::unique_ptr：唯一所有权，轻量级。

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std::shared_ptr<int> sp1 = std::make_shared<int>(5);
auto up = std::make_unique<int>(10);

**作用：**避免手工调用delete，减少内存泄漏。

3. 不可复制的对象：= delete 和 = default

• 删除函数（= delete）：让某些函数不可用，常用在防止复制。

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class NonCopyable {
public:
    NonCopyable() = default;
    NonCopyable(const NonCopyable&) = delete; // 禁止拷贝
    NonCopyable& operator=(const NonCopyable&) = delete;
};

• 默认函数（= default）：显式声明编译器生成的默认实现。

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class Foo {
public:
    Foo() = default; // 使用编译器默认构造函数
};

4. 移动语义（rvalue、移动构造和移动赋值）

• rvalue引用（&&）：支持“资源转移”，显著提升性能（尤其在容器中）。
• 移动构造函数 和 移动赋值运算符：实现“资源的转移”。

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class String {
public:
    String(String&& other); // 移动构造
    String& operator=(String&& other); // 移动赋值
};

**作用：**在返回临时对象、容器和资源管理方面大大提高效率。

5. Lambda表达式

匿名函数，简化回调和算法。

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auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
int sum = add(3, 4); // 7

支持捕获外部变量（值或引用）、可变（mutable）、参数和返回值。

6. 智能成员初始化（非静态成员初始化）

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class Person {
public:
    std::string name = "Jane";
    int age = 20;
};

不用在构造函数里重复初始化。

7. constexpr

用于编译时常量和函数，提升程序的计算能力。

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constexpr int square(int x) {
    return x * x;
}
static_assert(square(5) == 25, "Error");

8. thread支持（多线程）

加入标准库的多线程支持，是面向多核时代的重大升级。

• std::thread
• 互斥锁（std::mutex）
• 条件变量（std::condition_variable）

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std::thread t([]{ std::cout << "Hello from thread\n"; });
t.join();

9. enum class（强类型枚举）

解决传统枚举的命名污染和类型安全问题。

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enum class Color { Red, Green, Blue };
Color c = Color::Red;

避免命名冲突，也更易调试。

10. 初始化列表（initializer_list）

方便统一初始化对象。

复制代码

class MyClass {
public:
    MyClass(std::initializer_list<int> list) {
        for (auto it = list.begin(); it != list.end(); ++it)
            // 处理
    }
};
MyClass obj = {1, 2, 3};

11. static_assert

在编译期进行断言，提前捕获错误。

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static_assert(sizeof(int) == 4, "int must be 4 bytes");

12. explicit的扩展

支持explicit构造函数只在单参数时可以隐式调用。

三、总结：C++11的核心亮点

四、总结一句话版本

C++11带来了更简洁、更安全、更高效的表达能力，包括自动类型推导、智能指针、移动语义、lambda表达式、多线程支持、强类型枚举和编译时优化等一系列革命性特性，是现代C++编程不可或缺的基础。