C++11 核心特性：列表初始化、新式声明与 STL 演进

struct Point {
    Point(int x, int y) : _x(x), _y(y) {}
    int _x, _y;
};

// C++98
Point p0(0, 0);
Point p1 = {1, 1};

// C++11
Point p2{2, 2}; // 推荐写法

注意，{} 初始化也支持多参数构造函数的隐式转换：

// 支持多参数构造函数的隐式类型转换
Point* ptr4 = new Point[2]{{2, 2}, {3, 3}};

std::initializer_list

当看到 vector<int> v = {1, 2, 3}; 时，这并非简单的列表初始化，而是调用了 vector 新增的接受 std::initializer_list 的构造函数。initializer_list 是 C++11 引入的新类型，用于表示常量列表。

auto il = {1, 2, 5}; // 类型为 initializer_list<int>

底层实现大致如下：

template<class T>
class initializer_list {
    const T* _start;
    const T* _finish;
};

它只支持读数据，不支持写入。这也导致 C 语言风格的 const int* arr = {1, 2, 3}; 在 C++11 中不再支持，以避免与 initializer_list 冲突。

新式声明

auto 关键字

在 C++11 之前，auto 仅表示自动存储期，几乎无人使用。C++11 赋予其全新含义：自动类型推导。

基本用法：

int main() {
    int a = 10;
    auto b = a;       // 推导为 int
    auto c = 'a';     // 推导为 char
    auto d = 10.5;    // 推导为 double
    return 0;
}

注意事项：

1. 必须初始化：编译器需要依据初始化表达式推导类型。

   auto e; // 错误：无法推导类型
   

2. 指针与引用：

   int x = 10;
   auto* p = &x; // 等价于 int*
   auto& r = x;  // 必须是引用，否则发生拷贝
   

3. 多变量定义：同一行定义的多个变量类型必须一致。

   auto a = 1, b = 2; // 正确
   auto c = 3, d = 4.0; // 错误：类型不一致
   

4. 限制场景：不能用作函数参数，也不能直接声明数组。

类型推导规则：

• 去除顶层 const 和引用。
• 数组退化为指针，函数退化为函数指针。

const int cx = 42;
auto v1 = cx;      // 推导为 int (去除 const)
auto& v2 = cx;     // 推导为 const int&

int arr[5];
auto arr1 = arr;   // 推导为 int*
auto& arr2 = arr;  // 推导为 int(&)[5]

decltype

decltype 用于查询表达式的类型，常用于模板元编程或简化复杂类型声明。

int i = 10;
auto pf = malloc; // 函数指针

// 声明同类型变量
decltype(pf) _ptr = malloc;

// 推导表达式类型
const int x = 1;
double y = 2.2;
dedtype(x * y) ret; // 推导为 double
dedtype(&x) p;      // 推导为 int const *

nullptr

C++98 中常用 NULL（宏定义为 0）表示空指针，但这会导致类型安全问题。C++11 引入 nullptr，具有明确的 std::nullptr_t 类型。

优势：

1. 类型安全：只能转换为指针类型，不能隐式转为整数。
2. 消除歧义：在重载函数中能准确匹配指针版本。

void f(int) { cout << "f(int)" << endl; }
void f(int*) { cout << "f(int*)" << endl; }

int main() {
    f(0);        // 调用 f(int)
    f(NULL);     // 可能调用 f(int)，取决于 NULL 定义
    f(nullptr);  // 明确调用 f(int*)
    return 0;
}

范围 for 循环

C++11 引入了基于范围的 for 循环，简化了集合遍历。

语法：

for (auto& e : container) {
    // 处理元素
}

底层实现：

编译器将其转换为类似以下的代码：

auto&& __range = container;
auto __begin = begin(__range);
auto __end = end(__range);
for (; __begin != __end; ++__begin) {
    auto& elem = *__begin;
    // ... 循环体
}

最佳实践：

• 读取数据时使用 const auto& 避免拷贝。
• 修改数据时使用 auto&。
• 避免在遍历过程中修改容器结构（如 push_back），以防迭代器失效。

STL 新变化

新容器

C++11 新增了四个容器：array（定长数组）、forward_list（单链表）、unordered_map（哈希表）、unordered_set（哈希集）。

新接口与优化

1. c 系列迭代器：提供 cbegin() / cend() 接口，区分 const 与非 const 对象。
2. 列表初始化构造函数：所有容器均支持 {} 初始化。

   map<string, string> dict = {{"sort", "排序"}, {"insert", "插入"}};
   

3. emplace 系列：原地构造对象，避免临时对象拷贝，配合右值引用提升性能。
4. 移动语义：新增移动构造和移动赋值，允许资源所有权转移而非深拷贝。

结语

从列表初始化到新式声明，从范围 for 到 STL 新接口，C++11 的核心目标是在保持高性能的同时，写出更简洁、安全的代码。它是现代 C++ 的奠基石，掌握这些特性是迈向 C++14/17/20 的关键一步。