《C++程序设计教程(第2版)》教学ppt课件—10-C++11新特性

10.1.1 关键字C+11新增了很多关键字，这些关键字都各有不同的用途，有的关键字功能很复杂，可以用在编程的各个方面。通过使用有特殊功能的关键字，可以极大的缩减代码量。10.1.1 关键字1.auto在C+11标准之前，auto关键字已经存在，其作用是限定变量的作用域。在 C+11标准中，auto被赋予了新的功能，使用它可以让编译器自动推导出变量的类型。auto x=10;/变量x为int类型 10.1.1 关键字在上述代码中，使用auto定义了变量x，并为其赋值为10，则变量x的类型由它的初始化值决定。由于编译器根据初始化值推导并确定变量的类型，因此auto修饰的变量必须初始化。10.1.1 关键字除了修饰变量，auto还可以作为函数的返回值。auto func()/.功能代码return 1;10.1.1 关键字虽然auto可以作为函数的返回值，但是auto不能修饰函数参数。除了修饰变量、函数返回值等，auto最大的用途就是用于模板编程中，简化代码。mapstring,vector m;for(auto value=m.begin();value!=m.end();value+)/10.1.1 关键字如果不使用auto，则代码如下所示：mapstring,vector m;mapstring,vector:iterator value;for(value=m.begin();value!=m.end();value+)/10.1.1 关键字此外，在模板编程中，变量的类型依赖于模板参数，有时很难确定变量的类型。当不确定变量类型时，可以使用auto解决。template void multiply(T1 x,T2 y)auto result=x*y;/使用auto修饰变量result 10.1.1 关键字2.decltypedecltype关键字是C+11标准新增的关键字，其功能与auto关键字类似，也是在编译时期进行类型推导，但其用法与auto不同，decltype关键字的使用格式如下所示：decltype(表达式)在上述格式中，decltype关键字会根据表达式的结果推导出数据类型，但它并不会真正计算出表达式的值。需要注意的是，decltype关键字的参数表达式不能是具体的数据类型。10.1.1 关键字int a;int b;float f;cout typeid(decltype(a+b).name()endl;/推导结果：intcout typeid(decltype(a+f).name()endl;/推导结果：floatcout typeid(decltype(int).name()decltype()放在函数后面用于推导函数返回值类型。示例代码如下：templateauto multiply(T1 x,T2 y)-decltype(x*y)在泛型编程中，这种方式称为追踪返回类型，也称尾推导。有了-decltype()，程序设计者在编写代码时就无需关心任何时段的类型选择，编译器会进行合理的推导。10.1.1 关键字3.nullptr在C语言中，为避免野指针的出现，通常使用NULL为指针赋值。C语言中NULL的定义如下：#define NULL(void*)0)由上述定义可知，NULL是一个void*类型的指针，其值为0。在使用NULL给其他指针赋值时，发生了隐式类型转换，即将void*类型指针转换为了要赋值的指针类型。10.1.1 关键字NULL的值被定义为字面常量0，这样会导致指针在使用过程中产生一些不可避免的错误。例如，有两个函数，函数声明如下：void func(int a,int*p);void func(int a,int b);在上述代码中，函数func()是重载函数，如果在调用func()函数时，传入第二个参数为0或NULL，则编译器总会调用第二个func()函数，即两个参数都是int类型的函数。这就与实际想要调用的函数相违背了。10.1.1 关键字如果想要根据传入的参数，成功调用相应的func()函数，则需要使用static_cast转换运算符将0强制转换，示例代码如下：func(1,0);/调用func(int a,int b)func(1,static_cast(0);/调用func(int a,int*p)虽然使用static_cast转换运算符解决了问题，但是这种方式极易出错，而且也会增加代码的复杂程度。10.1.1 关键字为了修复上述缺陷，C+11标准引入了一个新的关键字nullptr，nullptr也可以为指针赋值，避免出现野指针。但是，nullptr是一个有类型的空指针常量，当使用nullptr给指针赋值时，它可以隐式转换为等号左侧的指针类型。10.1.1 关键字nullptr只能被转换为其他指针类型，不能转换为非指针类型。示例代码如下：int*p=nullptr;/正确int x=nullptr;/错误，nullptr不能转换为int类型注 意 10.1.1 关键字由于nullptr只能转换为其他指针类型，因此它能够消除字面常量0带来的二义性。在调用func()函数时，如果传入nullptr作为第二个参数，则func()函数能够被正确调用。func(1,0);/调用func(int a,int b)func(1,nullptr);/调用func(int a,int*p)10.1.1 关键字4.=default与=delete构造函数、析构函数、拷贝构造函数等是类的特殊成员函数，如果在类中没有显式定义这些成员函数，编译器会提供默认的构造函数、析构函数、拷贝构造函数等。但是，如果在类中显式定义了这些函数，编译器将不会再提供默认的版本。10.1.1 关键字如果在程序中需要调用无参的构造函数，就需要程序设计者自己定义一个无参的构造函数，即使这个无参的构造函数体为空，并没有实现任何功能。在实际开发中，一个项目工程中的类非常多，这样做势必会增加代码量。10.1.1 关键字为了使代码更简洁高效，C+11标准引入了一个新特性，在默认函数声明后面添加“=default”，显式的指示编译器生成该函数的默认版本。class Animalpublic:Animal()=default;Animal(string name);private:string _name;10.1.1 关键字有时，不希望类的某些成员函数在类外被调用，例如，在类外禁止调用类的拷贝构造函数。在C+98标准中，通常的做法是显式声明类的拷贝构造函数，并将其声明为类的私有成员。而C+11标准提供了一种更简便的方法，在函数的声明后面加上“=delete”，编译器就会禁止函数在类外调用，这样的函数称为已删除函数。10.1.1 关键字class Animalpublic:/./在类外禁止调用拷贝构造函数Animal(const Animal&)=delete;10.1.1 关键字除了修饰类的成员函数，“=delete”还可以修饰普通函数，被“=delete”修饰的普通函数，在程序中也被禁止调用。示例代码如下：void func(char ch)=delete;func(a);/错误在上述代码中，func()函数被“=delete”修饰，当传入字符a调用func()函数时，编译器就会报错，提示“func()函数是已删除函数”。10.1.2 基于范围的for循环在传统C+中，使用for循环遍历一组数据时，必须要明确指定for循环的遍历范围，但是，很多时候，对于一个有范围的集合，明确指定遍历范围是多余的，而且容易出现错误。针对这个问题，C+11标准提出了基于范围的for循环，该for循环语句可以自动确定遍历范围。10.1.2 基于范围的for循环基于范围的for循环格式如下：for(变量:对象)/在上述语法格式中，for循环语句在遍历时，会遍历对象，将取到的值赋给变量，执行完循环体中的操作之后，再自动取对象中的下一个值赋给变量，直到对象中的数据被迭代完毕。10.1.2 基于范围的for循环vector v=1,2,3,4,5,6;for(auto i:v)cout i 返回值类型 函数体 在上述格式中，参数列表、返回值类型、函数体的含义都与普通函数相同。如果lambda表达式不需要参数，并且函数没有返回值，则可以将()、-和返回值类型一起省略。捕获列表是lambda表达式的标识，编译器根据判断接下来的代码是否是lambda表达式。捕获列表能够捕获lambda表达式上下文中的变量以供lambda表达式使用。10.1.3 lambda表达式根据捕获规则，捕获列表有以下几种常用的捕获形式：（1）：空捕获，表示lambda表达式不捕获任何变量。（2）var：变量捕获，表示捕获局部变量var。如果捕获多个变量，变量之间用“,”分隔。（3）&var：引用捕获，表示以引用方式捕获局部变量var。（4）=：隐式捕获，表示捕获所有的局部变量。（5）&：隐式引用捕获，表示以引用方式捕获所有的局部变量。10.1.3 lambda表达式/例10-1 lambda.cppint main()int num=100;auto f=num(int x)-int return x+num;/lambda表达式cout f(10)endl;vector v=54,148,3,848,2,89;/创建vector对象v/调用for_each()函数遍历输出v容器中的元素for_each(v.begin(),v.end(),(auto n)cout n ;);return 0;10.1.3 lambda表达式上述代码首先定义了一个lambda表达式，该lambda表达式有一个int类型的参数x，返回值为int类型，并以值传递的方式捕获局部变量num；在函数体内部返回x与num的相加之和。将lambda表达式赋值给变量f，通过f调用lambda表达式，调用方式与普通函数类似。然后创建了vector对象v，并调用for_each()函数遍历对象v，输出其中的元素。for_each()函数的第三个参数是一个lambda表达式，该lambda表达式不捕获任何变量，它有一个int类型的参数n（对象v中的元素），在函数体中输出n的值。10.2 智能指针在C+编程中，如果使用new手动申请了内存，则必须要使用delete手动释放，否则会造成内存泄露。对内存管理来说，手动释放内存并不是一个好的解决方案，C+98中提出了智能指针auto_ptr解决了内存的自动释放，但是auto_ptr有诸多缺点，例如，不能调用delete，并且，如果auto_ptr出现错误，只能在运行时检测而无法在编译时检测。10.2 智能指针为此，C+11标准提出了三个新的智能指针：unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr是C+11标准提供的模板类，用于管理new申请的堆内存空间。这些模板类定义了一个以堆内存空间（new申请的）指针为参数的构造函数，在创建智能指针对象时，将new返回的指针作为参数。同样，这些模板类也定义了析构函数，在析构函数中调用delete释放new申请的内存。当智能指针对象生命周期结束时，系统调用析构函数释放new申请的内存空间。10.2.1 unique_ptrunique_ptr主要用来代替C+98标准中的auto_ptr，它的使用方法与auto_ptr相同，其语法格式如下：unique_ptr 智能指针对象名称(指针);在上述格式中，unique_ptr是模板类型，后面是智能指针对象名称，其命名遵守标识符命名规范。智能指针对象后面的小括号中的参数是一个指针，该指针是new运算符申请堆内存空间返回的指针。10.2.1 unique_ptrunique_ptr pi(new int(10);class A;unique_ptr pA(new A);10.2.1 unique_ptr在上述代码中，第一行代码创建了一