本文档主要介绍了C++编程语言的若干新特性,特别是从C++11到C++17版本中的改进。重点放在变量初始化、类型推导、控制流、模板和面向对象编程等方面。
在C++11/14/17版本中,语言的可用性得到了显著增强。其中,变量的初始化方式有了重大改变。传统的C++不允许在`if`或`switch`语句中声明变量,但在新标准中,可以使用`if (bool var = expr)`或`switch (var = expr)`形式来声明和初始化临时变量,这使得代码更简洁且易于理解。此外,初始化列表允许开发者用花括号{}来初始化数组、集合类对象,提供了更直观的语法。结构化绑定是另一个新特性,它允许一次性解构多个元素,比如在解构元组时非常有用。
类型推导方面,`auto`关键字用于自动推断变量类型,简化了代码编写。`decltype`则根据表达式的类型返回类型,可用于声明具有表达式相同类型的变量。在C++17中,还引入了`decltype(auto)`,它结合了`auto`和`decltype`的功能,用于推断函数返回类型或者表达式的类型。
控制流方面,`if constexpr`允许在编译时进行条件判断,如果条件不满足,相关的代码块将被编译器优化掉。区间`for`迭代简化了遍历容器的操作,如`for (auto& elem : container)`,提高了代码的可读性。
模板方面,外部模板允许在模板定义的外部提供模板参数,尖括号`>`的放置更加灵活。类型别名模板提供了一种创建新类型名称的简洁方式,如`using MyType = ExistingType;`。默认模板参数使得模板类可以有默认的模板实参,变长参数模板( variadic templates)则支持任意数量的参数。
面向对象编程中,委托构造允许一个构造函数调用另一个构造函数,减少了重复代码。继承构造允许子类直接使用父类的构造函数。显式虚函数重载使得开发者能明确指定虚函数的重载版本。显式禁用默认函数(如默认构造函数、拷贝构造函数、赋值运算符)可以帮助避免潜在的错误。强类型枚举增强了枚举的安全性,防止了隐式类型转换。
在运行时强化部分,介绍了Lambda表达式,它提供了一种简洁的匿名函数定义方式,包括泛型Lambda以处理不同类型的参数。`std::function`作为通用的函数对象容器,可以存储任何可调用对象。`std::bind`和`std::placeholder`用于绑定函数和参数,实现函数的部分应用。右值引用和移动语义是C++11引入的关键概念,它们提高了对象的效率,特别是涉及大对象的拷贝和移动。完美转发则确保了函数参数的原始性质得到保留。
标准库的扩充部分,提到了`std::array`作为固定大小的数组替代方案,以及`std::forward_list`作为单链表容器。无序容器如`std::unordered_map`和`std::unordered_set`提供了基于哈希的高效查找。`std::tuple`是元组类型的容器,用于存储异构数据。
这些新特性显著提升了C++的灵活性、可读性和性能,使得开发人员能够编写出更加高效、简洁和安全的代码。通过学习和掌握这些知识,开发者可以更好地利用现代C++进行软件开发。