C++11语法资料入门教程
2024/10/25 23:03:13
本文主要是介绍C++11语法资料入门教程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
概述
本文详细介绍了C++11语法资料，包括新特性和改进，如语法简化、类型推断、内存管理和循环结构的增强。文章还涵盖了安装与配置C++11开发环境的方法，以及C++11中的变量类型、控制结构、函数与lambda表达式、类与对象及实用特性。通过示例代码帮助读者更好地理解和应用这些新特性。
C++11基础知识简介C++11简介
C++11是C++语言的一个重要版本，它引入了许多新特性和改进，旨在简化编程并提高代码的可读性和可维护性。C++11标准于2011年正式发布，是自C++98以来的第一个重大更新。它提供了新的语法特性、类型推断、更好地支持多线程编程，以及更强大的库支持。
C++11与早期版本的区别
C++11与早期版本相比，主要区别在于以下几个方面：
- 语法简化：引入了
auto关键字，简化变量声明。 - 更友好的类型推断：
decltype关键字使得类型推断更加方便。 - 改进的内存管理：
nullptr关键字代替了传统的NULL。 - 更强大的循环结构：
for循环和range-based for循环的改进。 - 函数模板和变量模板：简化模板的使用。
- 智能指针：提高了对象生命周期管理的灵活性和安全性。
- lambda表达式：提供了内联匿名函数的功能。
- 更强大的库支持：增强了STL容器和算法的使用。
安装与配置C++11开发环境
为了编写和测试C++11代码，需要安装并配置支持C++11的编译器，如GCC、Clang或MSVC。下列步骤以Linux环境下的GCC为例进行说明。
-
安装GCC：
sudo apt-get update sudo apt-get install g++
-
检查GCC版本：
g++ --version
- 编译C++11代码：
使用-std=c++11或-std=c++1z来启用C++11标准。例如：g++ -std=c++11 main.cpp -o main
这样编译器会使用C++11标准来编译
main.cpp文件。
基本数据类型介绍
C++11继续支持C++98中的基本数据类型，包括整型、浮点型、字符型等。此外，C++11引入了新的类型别名std::int_fastN_t和std::int_leastN_t等，以适应不同系统架构下的类型要求。
#include <iostream>
#include <cstdint>
int main() {
int i = 10;
float f = 10.5f;
char c = 'A';
std::int8_t i8 = -128; // 8位有符号整型
std::uint16_t u16 = 65535; // 16位无符号整型
std::cout << "i: " << i << ", f: " << f << ", c: " << c << std::endl;
std::cout << "i8: " << i8 << ", u16: " << u16 << std::endl;
return 0;
}
auto关键字的使用
auto关键字可以用于推断变量类型，简化代码的书写。当编译器能够从赋值表达式中推断出变量的类型时，auto关键字可以帮助自动推断。
#include <iostream>
int main() {
auto i = 10; // 推断为int
auto f = 10.5f; // 推断为float
auto c = 'A'; // 推断为char
auto d = 10.5; // 推断为double
auto v = std::vector<int>{1, 2, 3}; // 推断为std::vector<int>
std::cout << "i: " << i << ", f: " << f << ", c: " << c << std::endl;
std::cout << "d: " << d << ", v: ";
for (int num : v) {
std::cout << num << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
decltype关键字的使用
decltype关键字用于推断变量或表达式的类型。它可以用于编译时类型检查和模板元编程。
#include <iostream>
int main() {
int i = 10;
decltype(i) j = 20; // j的类型也推断为int
std::cout << "i: " << i << ", j: " << j << std::endl;
return 0;
}
nullptr关键字的使用
nullptr是一个新的关键字，用于表示空指针。它比传统的NULL更清晰，且不会与整型0混淆。
#include <iostream>
int main() {
int* p = nullptr;
if (p == nullptr) {
std::cout << "p is nullptr" << std::endl;
} else {
std::cout << "p is not nullptr" << std::endl;
}
return 0;
}
C++11控制结构
for循环的改进
C++11增强了for循环，引入了范围for循环和for循环的初始化部分。初始化部分可以在循环初始时进行初始化变量。
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
std::cout << "vec[" << i << "]: " << vec[i] << std::endl;
}
return 0;
}
range-based for循环
范围for循环使得遍历容器更加简洁和直观。
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
for (int num : vec) {
std::cout << "num: " << num << std::endl;
}
return 0;
}
switch语句的改进
C++11允许在switch语句中使用case标签的范围。
#include <iostream>
int main() {
int n = 2;
switch (n) {
case 0:
std::cout << "n is 0" << std::endl;
break;
case 1:
std::cout << "n is 1" << std::endl;
break;
case 2 ... 4: // 范围case
std::cout << "n is between 2 and 4" << std::endl;
break;
default:
std::cout << "n is outside the range" << std::endl;
break;
}
return 0;
}
goto语句的使用
尽管goto语句在现代编程中较少使用，但在某些场景下，它仍然可以帮助简化代码。
#include <iostream>
int main() {
int n = 2;
switch (n) {
case 0:
std::cout << "n is 0" << std::endl;
break;
case 1:
std::cout << "n is 1" << std::endl;
break;
case 2 ... 4: // 范围case
std::cout << "n is between 2 and 4" << std::endl;
break;
default:
goto end;
break;
}
end:
std::cout << "End of switch statement" << std::endl;
return 0;
}
C++11函数与lambda表达式
函数模板
函数模板允许编写可以处理不同类型参数的通用函数。
#include <iostream>
template <typename T>
T sum(T a, T b) {
return a + b;
}
int main() {
int i = sum(10, 20);
float f = sum(10.5f, 20.5f);
std::cout << "i: " << i << ", f: " << f << std::endl;
return 0;
}
变量模板
变量模板允许定义通用的静态变量。
#include <iostream>
template <typename T>
constexpr T pi = T(3.141592);
int main() {
std::cout << "pi<int>: " << pi<int> << std::endl;
std::cout << "pi<float>: " << pi<float> << std::endl;
return 0;
}
函数返回值优化
C++11允许编译器优化返回值的临时对象，以提高性能。
#include <iostream>
class MyClass {
public:
MyClass() {}
MyClass(MyClass&& other) {
std::cout << "Move constructor called" << std::endl;
}
MyClass(const MyClass& other) {
std::cout << "Copy constructor called" << std::endl;
}
MyClass& operator=(const MyClass& other) {
std::cout << "Copy assignment operator called" << std::endl;
return *this;
}
MyClass& operator=(MyClass&& other) {
std::cout << "Move assignment operator called" << std::endl;
return *this;
}
~MyClass() {
std::cout << "Destructor called" << std::endl;
}
};
MyClass createMyClass() {
MyClass obj;
return obj; // 返回值优化
}
int main() {
MyClass obj = createMyClass();
return 0;
}
lambda表达式的使用
lambda表达式允许定义内联匿名函数。
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4};
auto sum = [](int a, int b) { return a + b; };
auto func = [](int n) {
std::cout << "n: " << n << std::endl;
};
std::cout << "sum: " << sum(10, 20) << std::endl;
for (int num : vec) {
func(num);
}
return 0;
}
C++11类与对象
默认成员函数
C++11允许自动合成类的拷贝构造函数、赋值运算符和析构函数。
#include <iostream>
class MyClass {
public:
MyClass() {}
MyClass(const MyClass&) = default; // 自动合成拷贝构造函数
MyClass& operator=(const MyClass&) = default; // 自动合成赋值运算符
~MyClass() = default; // 自动合成析构函数
};
int main() {
MyClass obj1;
MyClass obj2 = obj1; // 拷贝构造函数自动调用
MyClass obj3 = obj2;
obj3 = obj1; // 赋值运算符自动调用
return 0;
}
constexpr关键字的使用
constexpr关键字用于声明常量表达式，允许编译时计算。
#include <iostream>
constexpr int factorial(int n) {
return n <= 1 ? 1 : n * factorial(n - 1);
}
int main() {
constexpr int fact5 = factorial(5);
std::cout << "factorial(5): " << fact5 << std::endl;
return 0;
}
常量成员函数
常量成员函数可以用于访问类的常量成员，不允许修改实例的状态。
#include <iostream>
class MyClass {
public:
MyClass(int value) : m_value(value) {}
int getValue() const {
return m_value;
}
private:
int m_value;
};
int main() {
MyClass obj(10);
std::cout << "obj.getValue(): " << obj.getValue() << std::endl;
return 0;
}
智能指针的使用
智能指针如std::unique_ptr和std::shared_ptr提供了自动内存管理。
#include <iostream>
#include <memory>
int main() {
std::unique_ptr<int> ptr1(new int(10)); // unique_ptr
std::cout << "ptr1: " << *ptr1 << std::endl;
std::shared_ptr<int> ptr2(new int(20)); // shared_ptr
std::cout << "ptr2: " << *ptr2 << std::endl;
{
std::unique_ptr<int> ptr3(new int(30)); // unique_ptr
std::cout << "ptr3: " << *ptr3 << std::endl;
} // ptr3 范围结束，自动释放内存
std::cout << "ptr2 after ptr3: " << *ptr2 << std::endl;
return 0;
}
C++11实用特性
强制类型转换
C++11中的static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast提供了更安全的类型转换。
#include <iostream>
int main() {
double d = 10.5f;
int i = static_cast<int>(d);
std::cout << "i: " << i << std::endl;
const int ci = 10;
int* p = const_cast<int*>(&ci);
*p = 20;
std::cout << "ci: " << ci << std::endl;
return 0;
}
通用属性
C++11中的属性允许在类、变量和函数上添加自定义的元数据。
#include <iostream>
struct my_attribute {};
int main() {
struct [[my_attribute]] MyClass {
int value;
};
MyClass obj;
std::cout << "obj.value: " << obj.value << std::endl;
return 0;
}
三重模板模式
三重模板模式是一种模板元编程技术，通过递归模板实例化来实现复杂的类型推导。
#include <iostream>
template<int N>
struct Triple {
static constexpr int value = N * 3;
};
int main() {
constexpr int triple5 = Triple<5>::value;
std::cout << "triple5: " << triple5 << std::endl;
return 0;
}
类型特征
C++11引入了std::is_same、std::is_integral等类型特征，用于在运行时或编译时推理类型信息。
#include <iostream>
#include <type_traits>
int main() {
static_assert(std::is_same<int, int>::value, "int is the same as int");
static_assert(!std::is_same<int, float>::value, "int is not the same as float");
std::cout << "int is integral: " << std::is_integral<int>::value << std::endl;
std::cout << "float is integral: " << std::is_integral<float>::value << std::endl;
return 0;
}
通过上述内容，您可以了解C++11中的主要特性和示例代码，从而更好地掌握和应用C++11的新特性。
这篇关于C++11语法资料入门教程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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