C++ 新特性 - 技术栈

C++11 新特性

C++11 是 C++ 语言历史上一个重要的版本，它引入了许多现代化的语言特性，大大简化了 C++ 开发。

1.自动类型推导（auto）

自动推导变量的类型，减少了类型声明的冗余。

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auto x = 10;  // 自动推导为 int

2.范围循环（Range-based for loops）

遍历容器的新语法，简化迭代器使用。

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for (int i : arr) {
    std::cout << i;
}

3.智能指针（std::shared_ptr 和 std::unique_ptr）

引入智能指针来管理动态内存，避免内存泄漏。

4.lambda 表达式（Lambda Expressions）

内联定义匿名函数，减少函数对象和回调的冗余代码。

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auto add = [](int a, int b) { return a + b; };

5.右值引用和移动语义（Rvalue References & Move Semantics）

提高对象转移的效率，减少不必要的拷贝。

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std::vector<int> v1 = std::move(v2);  // v2 的资源被移动到 v1

6.线程库（<thread>）

标准化了多线程编程，提供了线程类、互斥量、条件变量等。

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std::thread t([] { std::cout << "Hello, World!"; });
t.join();

7.常量表达式（constexpr）

允许在编译时计算常量，提高性能。

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constexpr int square(int x) { return x * x; }

8.枚举类（enum class）

强类型枚举，避免普通枚举的隐式类型转换。

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enum class Color { Red, Green, Blue };

9. 列表初始化（List Initialization）

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//使用花括号 {} 可以初始化内置类型变量：
int x{5};          // 初始化为 5
double d{3.14};    // 初始化为 3.14
char c{'A'};       // 初始化为 'A'



//初始化数组和容器
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 初始化数组
std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};  // 初始化 vector

std::map<std::string, int> m{
    {"apple", 1},
    {"banana", 2},
    {"cherry", 3}
};  // 初始化 map



//防止窄化转换
int x1 = 3.14;   // 允许，x1 的值为 3，发生了隐式转换
int x2{3.14};    // 错误，编译器会报错，防止窄化转换

double d1 = 1e40f;  // 允许，从 float 转为 double
float f1{1e40};     // 错误，1e40 超出了 float 的范围



//初始化类对象
//列表初始化可以用于初始化类对象，包括使用构造函数和聚合类型初始化：
class Point {
public:
    int x;
    int y;
    Point(int x_val, int y_val) : x{x_val}, y{y_val} {}
};

Point p1{10, 20};  // 使用构造函数初始化

//对于没有用户定义构造函数的聚合类型，也可以使用列表初始化：
struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

Person p2{"Alice", 30};  // 直接初始化结构体成员



//列表初始化可以与 std::initializer_list 结合使用，允许类接收初始化列表作为参数：
class MyVector {
public:
    std::vector<int> data;
    MyVector(std::initializer_list<int> il) : data(il) {}
};

MyVector mv{1, 2, 3, 4, 5};  // 使用初始化列表构造 MyVector 对象



//使用空的花括号 {} 可以对变量进行值初始化（Value Initialization）：
int n{};             // n 初始化为 0
double d{};          // d 初始化为 0.0
std::string s{};     // s 初始化为空字符串
int* ptr{};          // ptr 初始化为 nullptr

C++20 新特性

C++20 是继 C++11 之后又一个重要的版本，引入了大量新特性，尤其是协程和概念（Concepts）。

1.协程（Coroutines）

通过 co_await、co_yield 和 co_return 实现异步编程模型。

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Task async_func() {
    co_await some_task();
}

2.概念（Concepts）

用于限制模板参数的类型，提高模板代码的可读性和调试能力。

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template<typename T>
concept Integral = std::is_integral_v<T>;

template<Integral T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

3.范围库（Ranges Library）

大幅提升标准库对集合操作的支持，允许对容器执行类似 filter、map、reduce 的操作。

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std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
auto result = v | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; });

4.三路比较运算符（<=>）

引入 "太空飞船" 操作符，实现全面的比较运算。

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struct Point {
    int x, y;
    auto operator<=>(const Point&) const = default;
};

5.模块化（Modules）

模块化系统提供了比头文件更加高效的代码组织和编译方式。

C++20 模块化（Modules）-CSDN博客

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export module math;
export int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

6.constexpr 的扩展

允许更多的标准库函数（如 std::vector 等）在 constexpr 上下文中使用。

7.std::span<T>

表示对数组、容器的视图，避免拷贝操作。

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void print(std::span<int> data) {
    for (int i : data) std::cout << i << ' ';
}