10.c++11新特性

1. auto 关键字与类型推导

• 一句话解释 ：让编译器在编译时自动推断变量的类型，简化代码。
• 核心用法 ：

  // 以前需要写完整的类型
  std::vector<int> vec;
  std::vector<int>::iterator it = 
  vec.begin();
  
  // 使用 auto 后
  auto it2 = vec.begin(); // 自动推
  断为 std::vector<int>::iterator
  
  auto i = 42;       // i 是 int
  auto d = 3.14;     // d 是 double
  

2. 智能指针 (Smart Pointers)

• 一句话解释 ：解决了C++中手动管理内存（ new / delete ）的痛点，实现资源的自动释放（RAII）。
• 核心用法 ：
  • std::unique_ptr ：独占式指针，确保同一时间只有一个指针指向资源。

    std::unique_ptr<int> p1(new int
    (10)); // p1 拥有这个 int
    // std::unique_ptr<int> p2 = 
    p1; // 编译错误，不允许拷贝
    std::unique_ptr<int> p3 = 
    std::move(p1); // 可以转移所有
    权，p1 变为空
    // p3 在离开作用域时会自动 delete 
    内存
    

  • std::shared_ptr ：共享式指针，通过引用计数管理资源，当最后一个 shared_ptr 销毁时，资源才被释放。

    std::shared_ptr<int> sp1(new 
    int(20));
    std::shared_ptr<int> sp2 = 
    sp1; // 引用计数变为 2
    std::cout << "Count: " << sp1.
    use_count() << std::endl; // 输
    出 2
    // sp1 和 sp2 都离开作用域后，内存
    才被释放
    

3. Lambda 表达式

• 一句话解释 ：可以方便地定义和使用匿名函数，常用于STL算法。
• 核心用法 ：

  std::vector<int> nums = {1, 2, 
  3, 4, 5};
  int x = 10;
  
  // [捕获列表](参数列表) -> 返回类型 
  { 函数体 }
  std::for_each(nums.begin(), nums.
  end(), [x](int n) {
      std::cout << n + x << 
      std::endl; // 捕获了外部变量 x
  });
  

4. 基于范围的 for 循环 (Range-based for loop)

• 一句话解释 ：极大地简化了遍历容器或数组的操作。
• 核心用法 ：

  std::vector<int> v = {1, 2, 3, 
  4, 5};
  
  // 遍历并读取元素
  for (int i : v) {
      std::cout << i << " ";
  }
  
  // 遍历并修改元素
  for (int &i : v) {
      i *= 2;
  }
  

5. nullptr

• 一句话解释 ：一个类型安全的空指针，用于替代宏 NULL ，避免了 NULL 可能带来的类型转换问题。
• 核心用法 ：

  void foo(int) {}
  void foo(char*) {}
  
  // foo(NULL); // 编译可能出错或不符
  合预期，因为 NULL 可能是 0
  foo(nullptr); // 正确调用 foo
  (char*)
  

6. 右值引用 (&&) 与移动语义 (Move Semantics)

• 一句话解释 ：通过“窃取”临时对象（右值）的资源来初始化新对象，避免了不必要的深拷贝，大幅提升性能。
• 核心用法 ：

  std::string str1 = "hello";
  // std::move 将左值强制转换为右值引
  用，str1 的内容被“移动”到 str2
  // 之后 str1 的状态是未定义的，不能再
  使用
  std::string str2 = std::move
  (str1);
  
  std::cout << "str2: " << str2 << 
  std::endl; // 输出 "hello"
  // std::cout << "str1: " << str1 
  << std::endl; // 行为未定义
  ``` 移动语义是许多STL容器（如 std::vector ）在扩容时性能提升的关键。
  

7. 统一初始化 ({})

• 一句话解释 ：提供了一种统一的语法来初始化任何类型的对象（普通变量、数组、类对象、STL容器等）。
• 核心用法 ：

  int x{0};
  int arr[4]{1, 2, 3, 4};
  std::vector<int> v{1, 2, 3};
  std::map<std::string, int> m
  {{"apple", 1}, {"banana", 2}};
  
  // 防止窄化转换，更安全
  // int y = 7.7; // 编译通过，但有警
  告，y 值为 7
  // int z{7.7};  // 编译错误！不允许
  窄化转换
  

8. constexpr

• 一句话解释 ：让常量表达式（在编译期就能计算出结果的表达式）可以用于定义常量、数组大小等，并将计算过程从运行时提前到编译时。
• 核心用法 ：

  constexpr int square(int x) {
      return x * x;
  }
  
  const int val = square(5); // 在
  编译期计算出结果 25
  int arr[square(4)]; // 合法，数组
  大小在编译期确定为 16
  

9. 新增STL容器

• 一句话解释 ：引入了更高效或更特定用途的容器。
• 核心用法 ：
  • std::unordered_map / std::unordered_set ：基于哈希表实现，在大多数情况下查找、插入、删除的平均时间复杂度为O(1)，比 std::map （红黑树，O(logN)）更快。
  • std::array ：固定大小的数组，封装了原生数组，提供了更安全、更现代的接口（如迭代器、 size() 方法）。

10. 多线程库 (, )

• 一句话解释 ：首次在语言标准层面提供了跨平台的线程支持，使编写多线程程序变得简单和标准化。
• 核心用法 ：

  #include <iostream>
  #include <thread>
  #include <mutex>
  
  std::mutex mtx;
  
  void print_message(const 
  std::string& msg) {
      mtx.lock(); // 加锁
      std::cout << msg << 
      std::endl;
      mtx.unlock(); // 解锁
  }
  
  int main() {
      std::thread t1
      (print_message, "Hello from 
      thread 1");
      std::thread t2
      (print_message, "Hello from 
      thread 2");
  
      t1.join();
      t2.join();
  
      return 0;
  }
  

掌握以上10个特性，你对C++11的理解就已经达到了一个非常扎实的水平。