李亮
审稿人：徐方友，邱帅
说起C++语言，它现在被公认为是在各种编程语言中最难学的语言之一，它的语法知识点之广泛，细节内容之多，学习难度之大，时间周期之长，都使得人们对这门语言“敬而远之”。然而C++语言又具有不可替代的巨大优势。主要的优势有以下几点，首先C++是一个严谨，精确的语言。它的标准定义非常明确，语言结构层次分明，清晰顺畅，具有优秀的编程语言应该具有的品质。其次，C++语言支持对底层的操作，这是又一大优势。支持底层操作意味着编程的效率将显著提升。C++语言在继承c语言的基础上，改进了自己对底层的支持，这令其更加有吸引力。第三，C++语言完全兼容c语言，这使得人们可以按照传统C的面向过程式的编程，这对于实现底层和内核操作无疑是一大亮点。第四，C++语言是面向对象编程的程序语言，它不仅仅是对c语言的扩充，它在面向对象方面新增了模板，STL，以及各类容器，使得它更加适合大型软件工程的开发和创新。另外，C++所独有的模板元编程的能力也是它继续保持生命力的关键所在。最后，C++语言具有极高的性能，这是C++语言众多优势中的核心，这种优势使它广泛应用于大型服务器编程，游戏开发，云计算等高端技术领域。如今，C++语言仍然应用在各个领域，在11月的TIOBE编程语言排行榜中，C++语言仍然稳居前三，这是对C++语言优势最好的证明。
C++语言是在不断发展和改进的，正如C++之父本贾尼所说，c++好像是一种全新的编程语言。C++11是C++程序设计语言标准的一个新的版本，在2011年由ISO批准并发布。C++11新标准从而代替了原来的C++98和C++03.。C++11标准是对C++的一次巨大的改进和扩充。在核心语法，STL标准模板等方面增加众多新功能，新亮点。例如新增auto，deltype，nullptr等关键字，增加范围for循环，新增lambda表达式等。下面将对C++增加的众多新特性进行总结。
（一）auto关键字
C++11新标准成功引入了auto关键字，auto关键字可以帮助我们分析表达式所属的类型。和以前的一些类型说明符明显不同的是，auto关键字可以让编译器自动分析某个初始值来判断它所属的类型。当然，使用auto关键字必须确定初始值。
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如图1所示，我们定义了一个变量a，它的初始值是一个make_share类型。这样我们就新建了一个指向string的智能指针shared_ptr;相比之前的C++标准，这样将会更加简便，利于我们快速完成程序设计。
（二）decltype关键字
C++11新标准引入了又一种类型说明符decltype，它的功能是选择并返回操作数的数据类型。它会使得编译器自动分析表达式的类型并得到它的类型，最关键是它不会去计算表达式的值。例如图2所示：
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我们定义了一个常量b，它的初值是10，又定义了一个值为20的变量c，然后通过decltype关键字定义了两个变量x，y。让编译器通过推断括号里的表达式来判断x，y的类型。我们很容易得出b的类型是const int，而c的类型是int。
（三）字面值nullptr
我们都知道所谓空指针就是不指向任何对象的指针，定义空指针的办法有很多。例如将这个指针的初值设为0，或者将它的初值设为NULL，在标准库iostream中，NULL代表的就是0.
而C++11新标准引入了一个新的字面值来初始化空指针，它就是nullptr，nullptr是一个比较特殊的字面值，它可以任意转换成其他的任意指针类型。例如图3所示：
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如图3所示，我们定义了一个指向int的指针p，且把它用字面值nullptr初始化，随后定义了一个指向动态内存的指针q，然后将q所指向的动态内存地址赋给p，现在p就指向了那个地址，我们释放q。
（四）constexpr关键字
C++新标准引入constexpr关键字，它许可将变量声明为constexpr来由编译器验证变量是否是一个常量表达式。当然，声明为constexpr的变量一定是一个常量表达式。而且需要用长量表达式初始化。例如：
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如图4所示。我们定义了常量val，并给它赋予了初值，然后用val+1来初始化另外一个常量val2.这里要说明的是如果肯定一个变量是常量表达式，我们就可以把它声明为constexpr类型。
（五）范围for语句
范围for语句是c++11新标准一个重要的引用，这种遍历语句遍历指定序列的每个元素，并且可以对每个元素进行某种操作。它的语法格式是：
For（declaration ： expression）
statement;
其中，declaration是一个变量，它用于表示一个原子元素或者基础元素，而expression是一个对象或者是一个序列，是被遍历的对象。这个对象将被访问里面的原子元素。访问一个元素之后，将会被推进至下一个需要被访问的值。例如图5所示:
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如图5所示。我们定义了一个vector容器ivec，并且对它进行了列表初始化（列表初始化也是c++11新标准引入的），运用范围for循环，遍历ivec容器里面的元素，这里的c可被编译器推断为string类型，auto关键字的作用前面已说明，不在详述。我们每遍历一个容器中的元素就将它赋值为“b”，然后将它输出，这也证明了可用范围for语句对容器或者对象中的基础元素进行指定操作。
（六）Lambda表达式
C++11新标准新增的一项重要功能就是lambda表达式，所谓lambda就是表示一个可调用的代码单元，也可以说是一个可调用对象,还可以理解为一个没有命名的内联函数。Lambda的组成结构与函数很相似，它拥有一个返回类型，一个形参列表，一个函数体。Lambda也可以定义在函数内部。它的组成结构如下：
[capture list] (parameter list) -> return type { function body}
Capture list 表示捕获列表，也就是lambda所在函数中的局部变量的列表，如果没有，则这个列表为空。Return type 表示该lambda的返回类型，Parameter list 为形参列表，Function body是函数体，这些和函数表示是一样的。需要注意的是，如果有返回类型，lambda必须使用尾置返回来确定类型。另外，lambda必须包括捕获列表和函数体。另外的几个可以省略。例如：
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如图6所示。我们定义了一个名为fcn的lambda表达式。它只有捕获列表和函数体。这个lambda表达式返回值为1.之后。我们调用这个lambda，会输出1。
（七）initializer_list
Initializer_list定义在c++11新标准新引入的initializer_list头文件中。Initializer_list也是一种标准库类型。此类型用于访问c++初始化列表中的值，列表中的元素类型为const的，也就是常量，我们无法改变initializer_list中的元素的值。这种类型的对象由编译器从初始化列表声明中直接自动构造，所谓初始化列表声明就是被包括在花括号里面的，用逗号分隔元素的列表。Initializer_list可以用于表示某种特定类型的值的数组。
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如图7所示，我们定义了一个名为mylist的类，它有一个initializer_list类型的构造函数，此构造函数将传递进来的initializer_list的类型参数中的值存入str中，并以空格分隔。
（八）标准库bind函数
C++11引入了新的标准库函数bind，我们可以将bind看成一个函数适配器。它的组成结构如下：
Auto newcallable = bind(callable,arg_list)
Newcallable表示一个新的可调用对象，arg_list表示参数列表，这个参数也就是callable所对应的的参数。当我们调用newcallable时，newcallable会调用callable，并且把arg_list中的参数传递给callable。对于arg_list,这个灿叔列表可能是具有实际值得参数，也可能是像_n这样的占位符。这个占位符表示newcallable的参数。比如_1就是newcallable的第一个参数，_2就是newcallable的第二个参数。以此类推。如图8：
图片8
在图8中，我们定义了一个名为myfun的类。它有3个成员，分别是a，b两个int型的成员，和一个有加法功能的成员函数。注意，我们的占位符是定义在std命名空间中的placeholders中。首先定义了一个名为fcn的新调用对象，随后我们调用标准库函数bind。它的调用对象，也就是它的第一个参数是成员函数add_num,我们把参数1,3，传递给这个成员函数。最后，我们调用fcn这个可调用对象。得到结果4.
我们再定义了一个名为fcn2的可调用对象，它同样以myfun作为可调用参数。我们这里使用了占位符，它表示fcn2具有一个参数。当我调用fcn2时，我们将这两个参数传递给myfun。随后输出结果。
（九）智能指针shared_ptr,unique_ptr
新的C++11标准库为了更好地管理和使用动态内存，防止内存泄漏和悬垂指针，定义了两个智能指针类型，分别是shared_ptr和unique_ptr。它们均定义在头文件memory中。Shared_ptr可以让多个智能指针指向同一个对象，而unique_ptr只容许一个指针独自指向一个对象。下面详细说明这两个智能指针。
Shared_ptr是用于管理动态内存的指针，它拥有垃圾回收机制。可与其他对象共享管理，这种指针具有取得指针所有权并共享该所有权的能力。当最后一个指针释放所有权时，也就是引用计数为0时，指针的所有者将删除该指针。Shared_ptr自身如果被销毁，或者通过赋值或者通过调用reset函数，他们的值被改变的话，它就释放对共享对象的所有权。
Unique_ptr拥有它所指向的对象，它与shared_ptr不同点是，在任一时刻，只能有一个unique_ptr指向一个对象。如果这个unique_ptr被销毁，则它所指向的对象也要被销毁。
例如：
图片9.
如图9所示，我们定义了5个智能指针，首先定义的ptr是一个shared_ptr类型，他通过使用make_shared来初始化。之后的4个指针都是unique_ptr,其中，ptr4是一个管理动态int对象的指针，ptr3接管了ptr4所指向的对象。在语句中。我们看到ptr4调用release函数解除自己对所指对象的所有权，并将它赋给ptr3.ptr5同样的道理。通过调用reset函数。释放它原来拥有的对象，接管ptr3所指的对象。
（十）右值引用
C++11标准库引入了右值引用，这是一种全新的引用类型，之所以称为右值引用，因为它就是必须绑定在右值的引用上。右值引用的符号是&&，而不是&。右值引用拥有一条关键的性质。那就是它只能绑定在一个将要销毁的对象上。所以它更加方便移动操作。
我们可以将右值引用进行分类。首先一类右值引用是将亡值，也就是马上要销毁的值，一般指的是跟右值引用相关的表达式，这样的表达式是要被销毁的对象。另外一类是纯右值，
例如按值返回的临时对象，运算表达式产生的临时对象，原始字面值，lambda等。
上述总结了C++11十大典型的新特性。通过对c++11新特性的应用，可以更好地理解和掌握c++语言。C++11还有很多新特性，在此不再举例详述。具体请参考《C++ primer 5》，《深入理解C++11》，《深入探索c++对象模型》。
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