如果你是一名 C++ 开发者,无论资历深浅,都绕不开一个里程碑式的版本 ——C++11。在 C++ 的发展史上,它不是简单的版本迭代,而是一次 “脱胎换骨” 的升级:从语法到标准库,从性能到安全性,C++11 引入的特性彻底改变了 C++ 的编写方式,让这门古老的语言焕发出现代编程语言的简洁与高效

C++11 是 C++ 的第二个主要版本,并且是从 C++98 起的最重要更新。它引入了大量更改,标准化了既有实践,并改进了对 C++ 程序员可用的抽象。在它最终由 ISO 在 2011 年 8 月 12 日采纳前,人们曾使用名称 “C++0x”,因为它曾被期待在 2010 年之前发布。C++03 与 C++11 期间花了 8 年时间,故而这是迄今为止最长的版本间隔。从那时起,C++ 有规律地每 3 年更新一次

注:其中C++98、C++11、C++17、C++20是较大版本,优化与改动也是挺多的,大家也能发现,这几个版本的字体也是最大的
在 C++11 之前,C++ 的语法相对繁琐,标准库功能有限,甚至被调侃为 “带着 C 的枷锁跳舞”。2011 年发布的 C++11(曾用名 C++0x,因延期多次而得名)解决了大量历史遗留问题,同时引入了对现代编程范式(如泛型、并发、函数式编程)的支持。它的目标很明确:让代码更简洁、更安全、更高效
C++98中一般数组和结构体可以用{}进行初始化
struct Point
{
int _x;
int _y;
};
int main()
{
int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int array2[5] = { 0 };
Point p = { 1, 2 };
cout << p._x << " " << p._y << endl;
return 0;
}调试结果:

{}初始化,{}初始化也叫做列表初始化。{}初始化的过程中,可以省略掉=push/insert多参数构造的对象时,{}初始化会很方便class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{
cout << "Date(int year, int month, int day)" << endl;
}
Date(const Date& d)
:_year(d._year)
, _month(d._month)
, _day(d._day)
{
cout << "Date(const Date& d)" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Insert(const Date& d)
{
}
Date func()
{
/*Date d{ 2025,11,16 };
return d;*/
//return { 2025,11,16 };
//返回默认构造
Date d;
return d;
//return {};
}
int main()
{
int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int array2[5] = { 0 };
//自定义类型
Point p = { 1, 2 };
cout << p._x << " " << p._y << endl;
Date d2 = 1025;//单参数的隐式类型转换
Date d2 = { 2025,11,17 };
Date d3{ 2025,11,17 };
Date d4{};//调用默认构造,用缺省值
Date d5; //也是调用默认构造,用缺省值
Insert(2025);
Insert({ 2025,11,17 });
//内置类型
int i = 0;
int j = { 1 };
int k{ 2 };
int m{};
// C++11⽀持的
// 内置类型⽀持
int x1 = { 2 };
// ⾃定义类型⽀持
// 这⾥本质是⽤{ 2025, 1, 1}构造⼀个Date临时对象
// 临时对象再去拷⻉构造d1,编译器优化后合⼆为⼀变成{ 2025, 1, 1}直接构造初始化d1
// 运⾏⼀下,我们可以验证上⾯的理论,发现是没调⽤拷⻉构造的
Date d1 = { 2025, 1, 1 };
// 这⾥d2引⽤的是{ 2024, 7, 25 }构造的临时对象
const Date& d2 = { 2024, 7, 25 };
// 需要注意的是C++98⽀持单参数时类型转换,也可以不⽤{}
Date d3 = { 2025 };
Date d4 = 2025;
// 可以省略掉=
Point p1{ 1, 2 };
int x2{ 2 };
Date d6{ 2024, 7, 25 };
const Date& d7{ 2024, 7, 25 };
// 不⽀持,只有{}初始化,才能省略=
// Date d8 2025;
vector<Date> v;
v.push_back(d1);
v.push_back(Date(2025, 1, 1));
// ⽐起有名对象和匿名对象传参,这⾥{}更有性价⽐
v.push_back({ 2025, 1, 1 });
return 0;
}

我们可以从图中看到,内置类型同样也可以用{ }初始化,但是我们看习惯了直接赋值,那么这里还要用{ }初始化的意义是什么呢?
C++就是要让一切皆可用{}初始化
上面的初始化已经很方便,但是对象容器初始化还是不太方便,比如一个 vector 对象,我想用 N 个值去构造初始化,那么我们得实现很多个构造函数才能支持,vector<int> v1 = {1,2,3};vector<int> v2 = {1,2,3,4,5};
文档:initializer_list
std::initializer_list支持迭代器遍历
std::initializer_list的类,auto il = { 10, 20, 30 }; // the type of il is an initializer_list,这个类的本质是底层开一个数组,将数据拷贝过来,std::initializer_list内部有两个指针分别指向数组的开始和结束std::initializer_list的构造函数,也就支持任意多个值构成的 {x1,x2,x3...} 进行初始化。STL 中的容器支持任意多个值构成的 {x1,x2,x3...} 进行初始化,就是通过std::initializer_list的构造函数支持的
int main()
{
vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6 };
vector<int> v2{ 7,8,9 };
//vector(initializer_list<T> l) vector传给initializer_list<T>
//{
// for (auto e : l)
// push_back(e)
//}
map<string, string>dict = { {"sort","排序"},{"string","字符串"} };
v1 = { 10,20,30 };
auto il = { 10,20,30 };
cout << typeid(il).name() << endl;
std::initializer_list<int> mylist;
mylist = { 10, 20, 30 };
cout << sizeof(mylist) << endl;
// 这⾥begin和end返回的值initializer_list对象中存的两个指针
// 这两个指针的值跟i的地址跟接近,说明数组存在栈上
int i = 0;
cout << mylist.begin() << endl;
cout << mylist.end() << endl;
cout << &i << endl;
return 0;
}这里我们使用vector容器来被std::initializer_list进行接受,其本质就是vector传给initializer_list,这里我们可以使用typeid().name()来打印一下它的本质,这⾥begin和end返回的值initializer_list对象中存的两个指针这两个指针的值跟i的地址跟接近,说明数组存在栈上

C++98 的 C++ 语法中就有引用的语法,而 C++11 中新增了的右值引用语法特性,C++11 之后我们之前学习的引用就叫做左值引用。无论左值引用还是右值引用,都是给对象取别名
这里大家可能对左值右值还不太理解,这里给大家举个例子:
//左值
int a=1;
char b=c;
int *p=&a;
//右值
10;
"11111"int main()
{
// 左值:可以取地址
// 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = b;
*p = 10;
string s("111111");
s[0] = 'x';
cout << &p << endl;
cout << &b << endl;
cout << &c << endl;
cout << &(*p) << endl;
cout << &s << endl;
cout << (void*) & s[0] << endl;
// 右值:不能取地址
double x = 1.1, y = 2.2;
// 以下⼏个10、x + y、fmin(x, y)、string("11111")都是常⻅的右值
10;
x + y;
fmin(x, y);
string("11111");
//编译报错
//cout << &10 << endl;
//cout << &(x+y) << endl;
//cout << &(fmin(x, y)) << endl;
//cout << &string("11111") << endl;
return 0;
}我们对左值取地址看看结果:

我们对右值取地址看看结果:

我们可以看到编译错误:&要求左值(不可对右值取地址)
Type& r1 = x; Type&& rr1 = y; 第一个语句是左值引用,左值引用是给左值取别名;第二个是右值引用,右值引用是给右值取别名。const 左值引用可以引用右值。move(左值)。template <class T> typename remove_reference<T>::type&& move (T&& arg);move 是库中的一个函数模板,本质内部是进行强制类型转换,还涉及引用折叠知识(后续细讲)。int main()
{
// 左值:可以取地址
// 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = b;
*p = 10;
string s("111111");
s[0] = 'x';
double x = 1.1, y = 2.2;
// 左值引⽤给左值取别名
int& r1 = b;
int*& r2 = p;
int& r3 = *p;
string& r4 = s;
char& r5 = s[0];
return 0;
}int main()
{
// 左值:可以取地址
// 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = b;
*p = 10;
string s("111111");
s[0] = 'x';
double x = 1.1, y = 2.2;
// 右值引⽤给右值取别名
int&& rr1 = 10;
double&& rr2 = x + y;
double&& rr3 = fmin(x, y);
string&& rr4 = string("11111");
return 0;
}int main()
{
// 左值:可以取地址
// 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = b;
*p = 10;
string s("111111");
s[0] = 'x';
double x = 1.1, y = 2.2;
// 左值引⽤不能直接引⽤右值,但是const左值引⽤可以引⽤右值
//int& rx1 = 10;
const int& rx1 = 10;
const double& rx2 = x + y;
const double& rx3 = fmin(x, y);
const string& rx4 = string("11111");
return 0;
}int main()
{
// 左值:可以取地址
// 以下的p、b、c、*p、s、s[0]就是常⻅的左值
int* p = new int(0);
int b = 1;
const int c = b;
*p = 10;
string s("111111");
s[0] = 'x';
double x = 1.1, y = 2.2;
// 右值引⽤不能直接引⽤左值,但是右值引⽤可以引⽤move(左值)
//int&& rrx1 = b;
int&& rrx1 = move(b);
int*&& rrx2 = move(p);
int&& rrx3 = move(*p);
string&& rrx4 = move(s);
string&& rrx5 = (string&&)s;
return 0;
}右值引用的自身属性是左值!!!(后续给大家结合例子细讲)
右值引用可用于为临时对象延长生命周期,const 的左值引用也能延长临时对象生存期,但这些对象无法被修改
class A
{
public:
A()
{
cout << "A()" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
};
int main()
{
A aa1;
A();
//左值引用延长生命周期
//const A& ref1 = A();
//右值引用延长生命周期
//A&& ref2 = A();
cout << "main end" << endl;
return 0;
}
左值引用延长生命周期:

注:先构造的后析构,后构造的先析构!!!(构造函数与析构函数中详细讲解)

注:先构造的后析构,后构造的先析构!!!(构造函数与析构函数中详细讲解)
const左值引用作为参数的函数,实参传递左值和右值都可以匹配。const左值引用、右值引用作为形参的f函数时,实参是左值会匹配f(左值引用),实参是const左值会匹配f(const 左值引用),实参是右值会匹配f(右值引用)。我们先来实现一个const左值引用作为参数的函数,看看是否可以使实参传递左值和右值都可以匹配
void f(const int& x)
{
std::cout << "到 const 的左值引用重载 f(" << x << ")\n";
}
int main()
{
f(10);
int a = 20;
f(a);
const int b = 30;
f(b);
//右值引用本身的属性是左值
int&& x = 1;
f(x); // 调⽤ f(int& x)
f(move(x)); // 调⽤ f(int&& x)
return 0;
}
我们再来实现一下左值引用重载与右值引用重载
void f(int& x)
{
std::cout << "左值引用重载 f(" << x << ")\n";
}
void f(const int& x)
{
std::cout << "到 const 的左值引用重载 f(" << x << ")\n";
}
void f(int&& x)
{
std::cout << "右值引用重载 f(" << x << ")\n";
}
int main()
{
f(10);
int a = 20;
f(a);
const int b = 30;
f(b);
//右值引用本身的属性是左值
int&& x = 1;
f(x); // 调⽤ f(int& x)
f(move(x)); // 调⽤ f(int&& x)
return 0;
}图解:

这里我们可以清楚的看到:明明是右值引用,为什么会调用到左值引用重载的函数上呢?
这就是前面跟大家提到的:右值引用的自身属性是左值!!!
左值引用主要使用场景是在函数中左值引用传参和左值引用传返回值时减少拷贝,同时还可以修改实参和修改返回对象的价值。左值引用已经解决大多数场景的拷贝效率问题,但是有些场景不能使用传左值引用返回,如addStrings和generate函数,C++98 中的解决方案只能是被迫使用输出型参数解决。那么 C++11 以后这里可以使用右值引用做返回值解决吗?显然是不可能的,因为这里的本质是返回对象是一个局部对象,函数结束这个对象就析构销毁了,右值引用返回也无法概念对象已经析构销毁的事实

string/vector这样的深拷贝的类或者包含深拷贝的成员变量的类,移动构造和移动赋值才有意义。因为移动构造和移动赋值的第一个参数都是右值引用的类型,其本质是要 “窃取” 引用的右值对象的资源,而非像拷贝构造和拷贝赋值那样去拷贝资源,以此提高效率。下面的bit::string样例实现了移动构造和移动赋值,需结合场景理解
class Solution {
public:
// 传值返回需要拷⻉
string addStrings(string num1, string num2) {
string str;
int end1 = num1.size() - 1, end2 = num2.size() - 1;
// 进位
int next = 0;
while (end1 >= 0 || end2 >= 0)
{
int val1 = end1 >= 0 ? num1[end1--] - '0' : 0;
int val2 = end2 >= 0 ? num2[end2--] - '0' : 0;
int ret = val1 + val2 + next;
next = ret / 10;
ret = ret % 10;
str += ('0' + ret);
}
if (next == 1)
str += '1';
reverse(str.begin(), str.end());
return str;
}
};右值对象构造,只有拷贝构造,没有移动构造的场景
g++ test.cpp -fno-elide-constructors 的方式关闭构造优化,运行结果可以看到图 1 左边没有优化的两次拷贝
右值对象构造,有拷贝构造,也有移动构造的场景
g++ test.cpp -fno-elide-constructors 的方式关闭构造优化,运行结果可以看到图 1 左边没有优化的两次移动
右值对象赋值,只有拷贝构造和拷贝赋值,没有移动构造和移动赋值的场景
g++ test.cpp -fno-elide-constructors 关闭优化环境下编译器的处理,一次拷贝构造,一次拷贝赋值。
右值对象赋值,既有拷贝构造和拷贝赋值,也有移动构造和移动赋值的场景
g++ test.cpp -fno-elide-constructors 关闭优化环境下编译器的处理,一次移动构造,一次移动赋值。
push和insert系列的接口都增加了右值引用版本bit::list拷贝过来,支持右值引用参数版本的push_back和insertemplace系列的接口,但是这个涉及可变参数模板,我们需要把可变参数模板讲解以后再讲解emplace系列的接口