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[GeekBand] 探讨C++新标准之新语法——C++ 11~14
一、 可变参数模板（Variadic Templates）
在C++11中，出现了参数数目可变的模板，这部分在之前C++高级编程的时候就有学习到。
其实，在C中就有类似的设定。最常用的printf()，就是一个采用了一个…类型的可变参数。…类型的参数代表是一个参数组。
- int???sumi(int???c,???...)
??{
????va_list???ap; - ????va_start(ap,??c);
- ????int???i;
- ????int???sum???=???c;
- ????c???=???va_arg(ap,??int);
- ????while??(0??!=??c)
??????{ - ????????sum???=???sum??+??c;
- ????????c???=???va_arg(ap,??int);
- ????}
- ????return???sum;
??}在C中的…参数可以用va_list，va_start，va_arg等宏定义进行操作，其中va_arg()代表取值并进行指针的偏移；这种方式要求参数的类型必须能够得知。对于上例，即给定了参数就是int型；对于printf，则是通过一个字符串参数确定了有多少个变量。
那么在C++中的…称为Pack(包)；正如之前在高级编程时介绍的一样，通常采用递归的方式进行参数调用。
- void?print()?{}??
- template?<?typename?T,?typename…?Types?>?void?print(const?T?&?firstArg,??
- ????const?Types?&?…args)?{??
- ????cout?<<?firstArg?<<?endll;??
- ????print(args…);??
- }??
在这里和之前版本的Package不同，非常神奇的一点是，我们不再需要使用偏移量。也就是说，我们在使用的时候根本不需要知道Pack里边的参数类型是什么。
在C++11中提出了一个新的数据类型tuple（元祖），就是利用了新的…实现的：
- template?<?typename?Head,?typename...Tail?>?class?tuple?<?Head,?Tail...?>?:?private?tuple?<?Tail...?>?{??
- ????typedef?tuple?<?Tail...?>?inherited;??
- ????public:?
- tuple()?{}??
- ????tuple(Head,?Tail...vtail):?m_head(v),?inherited(vtail...)?{}??
- ????typename?Head::type?head()?{??
- ????????return?m_head;??
- ????}??
- ????inherited?&?tail()?{??
- ????????return?*this;??
- ????}??
- ????protected:?
- Head?m_head;??
- };??
这个用法又非常的巧妙，Tuple继承自比自己少了Head参数的Tuple，如下图中的类图：
二、 两个新的关键字nullptr & auto
1. nullptr
nullptr对象是一个空的指针，类型是nullptr_t；在C++11之前，一直是使用0（NULL就是0的一种宏定义）来代表空指针。在C++11中引入了nullptr，这一方面提高了代码可读性，另一方面使fun（int）和fun（void*）这种重载成为可能；
2. auto
自动推导返回值类型，编译器本身是有类型检查的功能的。C++11的auto就是在类型检查的时候才决定到底是什么类型，而不是像之前的编译器，检查左右是否一致。
建议是指使用在类型特别长或者特别难写的情况，否则会降低可读性。
还有一种情况是lambda表达式经常使用auto关键字
- auto??I??=???[](int??x)->??bool??{??/*…*/?}????
三、 初始化列表
1.通用初始化方法
在之前，初始化的时候如果调用构造函数，则要使用小括号；如果是创建对象数组，则要使用大括号。而在C++11中，我们可以使用大括号进行所有的初始化操作，包括诸如int values[] {1,2,3}及complex<double> c{4,3} [等价于c(4,3)].其内部时进行了一个Initializer List的转化，关于initializer list的信息见下一节。
必须提出的是，作为数组进行初始化时，大括号中的参数是一个一个传给变量进行初始化的，并不能提供多个的初始化。
2.std::initializer_list<>
- #include?<?iostream?>?
- #include?<?stdio.h?>?
- #include?<?algorithm?>?
- #include?<?functional?>?
- using?namespace?std;??
- class?Print:?public?binary_function?<??
- ????const?char?*?,?int,?void?>?{??
- ????????public:?void?operator()(const?char?*?p,?int?a)?const?{??
- ????????????cout?<<?a?<<?‘?‘;??
- ????????}??
- ????};??
- class?P?{??
- ????public:?P(int?a,?int?b)?{??
- ????????cout?<<?"P(int,int),a="?<<?a?<<?",b="?<<?b?<<?endl;??
- ????}??
- ????P(initializer_list?<?int?>?initlist)?{??
- ????????cout?<<?"P(initializer_list<int>),values=?";??
- ????????for_each(initlist.begin(),?initlist.end(),?bind1st(Print(),?"%d?"));??
- ????????cout?<<?endl;??
- ????}??
- };??
- int?main()?{??
- ????P?p?{??
- ????????77,?5??
- ????};??
- ????P?q(77,?5);??
- }??
创建p时会适配到初始化列表为参数；而创建q时则会适配到以两个int为参数。注意即使没有initializer_list版本的构造器，编译一样可以通过，因为发生了initializer_list的自动类型转换。
3.initializer_list源码分析
template<class _E>
class initializer_list
{
const _E* __array;
size_t __len;
// The compiler can call a private constructor.
initializer_list(const _E* __a, size_t __l)
: __array(__a), __len(__l) { }
public:
initializer_list()
: __array(NULL), __len(0) { }
// Number of elements.
size_t size() const
{ return __len; }
// First element.
const _E* begin() const
{ return __array; }
// One past the last element.
const _E* end() const
{ return begin() + size(); }
};
}
Initializer内部使用array数据结构的迭代器（指针），但他并不内含一个array，可以视作是一个浅拷贝。在C++11的标准库中，所有的容器都添加了使用initializer_list的版本。
诸如max()之类的函数也添加了接受Initializer_list的版本。以前，max只能进行两个值的比较；而现在，可以采用类似于max({1,2,3,4,5})之类的表达方式进行任意参数的比较。
4. 由于初始化列表带来的explicit关键字用法的变化
在C++11之前，explicit关键字只能用于构造函数具有一个实参，有这样的情况：
- class??Complex??{????????
- ????int??real,??imag;????????
- ????explicit??Complex(int??re,??int??im??=??0):??real(re),??imag(im)??{}????????
- ????Complex??operator??+??(const??Complex??&??x)??{????????????
- ????????return??Complex((real??+??x.real),???(imag??+??x.imag));????????
- ????}????
- };????
- int??main()??{????????
- ????Complex??a(0,??1);????????
- ????Complex??b??=??a??+??1;??//error,explicit????
- }????
四、 新的for语法
- for?(decl:?coll)?{??
- ????Statement;??
- }??
类似于python的for语法，decl指向coll容器的每一个元素，直到容器尾。如果你想对容器中的元素进行修改，可以采用传引用的方法，如下例：
- for?(auto?&?elem:?vec)?{??
- ????elem?+=?3;??
- }??
也可以是向量组中的每一个元素都能作为单参构造的参数，其实就是通过构造函数实现的自动类型转换。
五、保留默认函数的方法
一般情况下，当我们创建了构造函数，拷贝构造函数，赋值操作的情况时候，默认的函数就会自动消失。现在，C++11允许我们使用=default和=delete两个关键字声明来保留或删除原有的，如下例：
- Zoo(const?Zoo?&?)?=?delete;?//删除已经存在的版本，可能是编译器给的或自己写的；??
- Zoo(const?Zoo?&?)?= default;?//采用默认定义，对于构造函数，就是保留无参构造。??
右值引用（C++11引入）也可以使用这两个关键字，右值引用的知识在之后介绍。
在使用这两个关键字时，其能否通过编译，关键就是看是否有二义性，或是否有先定义了再=delete的情形（在这种情形下，你先已经定义了一个函数，然后又说要删除这个函数，编译器会不知所措）
利用=delete，可以实现不允许拷贝构造的类。在Singleton设计模式，原来是采用了一个私有的拷贝构造函数，现在我们有了新的方法。
六、别名（Alias）（using新用法）
1. 模板别名
在C++11之后，using有了新的用法：
- template??<??typename??T??>??
- using??Vec??=??std::vector??<??T,??MyAlloc??<??T??>>??;????
用宏是达不到这样的效果的 。
在之前提及过的模板模板参数中，也涉及到了using的用法。使用模板模板参数的方法编译器无法调用向量参数的默认值，而每一个容器都有一个默认的第二参数，即内存分配器；具体写法在笔者《C++高级编程》笔记中有涉及到，不再重复讲述。
2. 类型别名（与typedef相似）
以下两条语句等价：
- typedef?void(?*?p)(int,?int);??
- using?func?=?void(?*?)(int,?int);??
第二种方式（新的）提高了可读性。
七、无异常声明noexcept
- void?foo()?noexcept;??
表示foo不再抛出异常。我们知道，C++的异常处理是逐级上报的形式，那么这种情况下也就是说，如果foo()内部发生了异常，异常只在foo内部处理，如果foo处理不了，就直接中断程序（否则则会一直抛到main才退出程序）。这提高了异常处理的效率。
需要注意的是，右值引用的移动语义构造和赋值必须有noexpect声明。
八、关于继承的两个关键字
1.override
- Struct?Base?{??
- ????virtual?void?vfunc(float)?{}??
- };??
- Struct?Derived1:?base?{??
- ????virtual?void?vfunc(int)?{}??
- };??
有时候难免会发生写错的情况，如上例，我们本想复写这一虚函数，不过不小心写错了。
在C++11中添加了一个安全检查关键字 override：
- Struct?Derived1:?base?{??
- ????virtual?void?vfunc(int) override?{}??
- };??
这样如果你写下来override，则相当于告诉编译器自己要复写，编译器发现没有match会报错。
2.final
用于虚函数中，高速编译器，这个类或是这个虚函数不再允许派生或复写。例如：
struct Base final{…};
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