现代C++新特性(局部梳理)

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引言

在过去的十余年里，C++作为一种强大的编程语言，经历了翻天覆地的变化。从2011年的C++11到2020年的C++20，再到最近的C++23，每一个新的标准都给我们的代码库带来了新的语言特性、库和优化。这些变化不仅提高了代码的性能和可读性，也大幅度提升了开发效率。在本文中，我们将深入探讨这些现代C++特性，了解它们如何改变我们编写、理解和优化代码的方式。无论你是刚接触C++，还是资深的C++开发者，理解这些特性都是提升编程技能的重要一步。

C++的历史始于1979年，由Bjarne Stroustrup在贝尔实验室开发，最初被称为“C with Classes”，旨在为C语言添加面向对象特性。1983年，它正式更名为C++。自那以后，C++经历了多次重大更新，每个新标准如C++11、C++14、C++17、C++20和即将发布的C++23都引入了重要的新特性和改进，这些都极大地提高了性能、安全性和易用性。新特性的引入对于保持语言的现代性和竞争力至关重要，它们不仅帮助开发者以更高效、安全的方式解决复杂问题，同时也促进了C++社区和生态系统的持续发展和创新。

下面我将梳理C++11、C++14、C++17、C++20 引入的现在常用的新特效，供大家参考:

C++11

C++11引入了许多重要特性，深刻改变了C++的编程方式，提高了代码的可读性、性能和安全性.

自动类型推断 (`auto`)

特性说明：auto关键字允许编译器自动推断变量的类型，简化代码并提高可读性。

范围基的循环 (Range-based `for` loop)

特性说明：范围基的循环让遍历容器变得简单方便。

初始化列表 (Initializer lists)

特性说明：初始化列表提供了一种更简洁的初始化对象的方式。

Lambda 表达式

特性说明：Lambda 表达式允许定义匿名函数，非常适用于简单的函数对象和闭包。

智能指针 (`std::shared_ptr`, `std::unique_ptr`)

特性说明：智能指针自动管理内存，避免内存泄漏。

线程支持 (`std::thread`)

特性说明：C++11 提供了原生的线程支持。

`nullptr`

特性说明：nullptr是一个明确的表示空指针的关键字。

C++14

C++14继续在C++11的基础上进行改进，引入了更多的特性和细化，以提高代码的可读性、便利性和效率。

二进制字面量 (Binary Literals)

特性说明：C++14引入了二进制字面量，允许直接用二进制形式表示整数。

泛型Lambda (Generic Lambdas)

特性说明：Lambda表达式现在可以有自动推导类型的参数。

返回类型推断 (Return Type Deduction)

特性说明：函数现在可以自动推断返回类型。

常量表达式增强 (Relaxed constexpr)

特性说明：constexpr函数现在允许有更多类型的语句，使得编写复杂的编译时计算更容易。

变量模板 (Variable Templates)

特性说明：模板现在可以用于变量，使得为每种类型创建变量更加便捷。

标准化的数字分隔符 (Digit Separators)

特性说明：通过单引号（'）作为数字分隔符，可以提高大数字的可读性。

C++17

C++17继续增强了语言的现代特性，引入了许多实用的新功能和改进。以下是一些在C++17中引入的常用特性

结构化绑定 (Structured Bindings)

特性说明：允许从数组或元组中一次性解包多个值。

内联变量 (Inline Variables)

特性说明：允许在头文件中定义内联变量，避免多重定义问题。

`if constexpr`

特性说明：在编译时进行条件编译，而不是运行时。

文件系统库 (`std::filesystem`)

特性说明：C++17提供了标准化的文件系统操作库。

`std::optional`

特性说明：提供一种表示可选值的方式，可以用来替代之前的空指针或特殊值。

`std::variant`

特性说明：一种安全的联合体，可以存储多种不同的类型。

C++20

C++20是一次重大更新，引入了许多改进和新特性，旨在进一步增强语言的能力、简化代码、提高性能和安全性。

概念 (Concepts)

特性说明：概念是对模板参数的约束，可以用来指定模板参数应满足的接口和语义要求。

范围库 (Ranges)

特性说明：范围库提供了新的方式来处理序列和迭代器，使得操作更加直观和模块化。

三路比较运算符 (Spaceship Operator)

特性说明：三路比较运算符 <=> 提供了一种统一的方式来进行比较。

模块 (Modules)

特性说明：模块旨在取代传统的头文件和源文件分离，提高编译效率，改善封装和接口的清晰度。

协程 (Coroutines)

特性说明：协程提供了支持异步编程和更高效的IO操作的新方式。

`constexpr` 动态分配

特性说明：C++20允许在constexpr函数中使用动态内存分配。

聚合初始化的改进

特性说明：C++20放宽了聚合类的限制，允许使用父类构造函数进行初始化。

随着我们探索了C++11、C++14、C++17以及C++20的重要新特性，我们可以看到C++作为一门语言的强大力量和其不断演进的本质。从C++11的自动类型推断和范围基的循环，到C++14的泛型Lambda和二进制字面量，再到C++17的结构化绑定和内联变量，最后是C++20的概念、范围库和协程等，每一个新版本的标准都在致力于提高代码效率、简化复杂性以及增强代码的可读性和安全性。

这些新特性不仅展示了C++的现代化进步，也为我们提供了强大的工具来解决日常编程中的复杂问题。作为开发者，了解并掌握这些特性将帮助我们更好地利用C++的强大功能，写出更高效、更可靠、更易于维护的代码。

参考资料:

一篇文章搞懂 C++ 20 协程 Coroutine - 冰山奇迹 - 博客园

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