C++語言執行標準

C++標準

1. C++標準簡介

The document specifies requirements for implementations of the C++ programming language.

美國國家標準局（American National Standards Institute, ANSI) 在1990年設立了一個委員會（ANSI X3J16)，專門負責制定C++標準（ANSI制定了C 語言標準)，國際標準化組織(the International Organization for Standardization, ISO) 很快通過自己的委員會（ISO-MG-21） 加入了這個行列，創建了聯合組織 ANSI/ISO，致力于制定C+標準，

第一版，國際標準 ISO/IEC 14882:1998，于 1998 年獲得 ISO、IEC(the International Electrotechnical Commission, 國際電工技術委員會) 和ANSI的批準，該標準常被稱為C++98，它不僅描述了已有的 C++特性，還擴展了C++、添加了例外、運行階段型別識別（RTTI）、模板和標準模板庫（STL)，

第二版，ISO/IEC 14882:2003，對C++98的技術性修訂，主要修訂錯誤，減少多義性，沒有改變語言特性，該版本稱為C++03.

第三版，ISO/IEC 14882:2011，2011年9月11日正式發布，增加了許多新的語言特性，該版本稱為C++11，還曾被稱為C++ 0x，x曾預期為7或8.

第四版，ISO/IEC 14882:2014，在11基礎上進行細微的完善和改進，該版本稱為C++14. 包括：允許二進制字面量int var = 0b110; '0b'或 '0B'開頭，但只能用來表示整型，

第五版，ISO/IEC 14882:2017，增加了一些特性，如允許命名空間嵌套定義，用新語法來定義函式的例外規格，引入新語法-推斷指引(Deduction Guildes)等，該版本稱為C++17.

第六版，ISO/IEC 14882:2020，2020年12月發布，官方檔案ISO/IEC 14882:2020(en), Programming languages — C++.

第七版，ISO/IEC DIS 14882，正在開發中，ISO官網 https://www.iso.org/standard/83626.html

擴展：c++14新增語法和標準庫特性_-飛鶴-CSDN博客

2. C++11新特性

1. 統一的串列初始化方式，擴大了串列初始化的適用范圍，使其可用于所有內置型別和用戶定義的型別（類的物件），并且，使用初始化串列時，可添加等號”=”，也不省略，

   int x1 = {5}; int x2 {55};
   short nums[3] {1,2,3};
   

   串列初始化禁止縮窄變換，即一個較大的數放進一個較小型別的變數里，但允許較窄型別的數放進較寬型別的變數里，

   類物件也可使用串列初始化，若類的某個建構式接收模板類initializer_list作為函式的引數，則初始化串列語法只能用于該建構式，

2. 關鍵字宣告

   auto以前是一個存盤型別說明符，動態存盤，C++11將其用于自動型別推斷，必須進行顯式初始化，

   decltype根據運算式型別定義變數型別，在使用模板函式時很方便，推導變數型別，

   decltype(x*n) y; // y的型別是x*n運算式的型別，
   

3. 函式的回傳型別后置

   double f1(double, int);
   auto f1(double, int) –> double;
   

4. 此前，typedef可用于給資料型別起別名，現增加一種創建別名的語法 using = ：

   using itType = vector<string>:: iterator;
   

   using 還可用于給模板類起別名，如vector、array等，

5. nullptr空指標

   空指標是不會指向有效資料的指標，此前，使用0來表示該指標，但和整型的0沖突，C++11新增nullptr表示空指標，是指標型別，不可轉換為整型，仍允許使用0來表示空指標，為向后兼容，因此nullptr==0 為true，

6. 智能指標

   new的記憶體需要程式員顯式delete釋放，舊版本提供auto_ptr來自動完成該程序，但C++11廢棄auto_ptr，新增3種智能指標unique_ptr，shared_ptr，weak_ptr，

   auto_ptr，unique_ptr，shared_ptr相當于物件，當指標的生命周期到時時，（在區域函式里，函式呼叫結束，堆疊釋放，auto_ptr等自然不復存在），指標的解構式將使用delete來釋放所指向的記憶體空間，

   auto_ptr<int> pt (new int);
   

   需#include <memory>，智能指標模板位于名稱空間std中，

   智能指標定義時當作物件，使用時當作普通指標即可，由于智能指標會自動釋放堆記憶體，要嚴格注意指標間賦值操作，但普通指標不需要有這種困擾，

   unique_ptr采用所有權模型，在一個作用域內，只能有一個指標指向同一塊堆記憶體，unique_ptr在編譯期檢錯；auto_ptr采用所有權模型，在運行期檢錯；shared_ptr，采用參考計數，允許多個指標指向同一塊堆記憶體，

7. 作用域內的列舉enum

   以前，同一作用域中不同列舉型別的成員不能重名，由于不同的實作可以選擇不同的底層型別，因此列舉可能不能完全移植，C++新增列舉宣告，添加class或struct定義，

   enum class color {red, yellow, blue};
   

   參考特定列舉值需要顯式使用限定符，如New1::never, New2::never.

8. 類

   C++11允許類定義里初始化成員變數，但建構式里對成員變數的修改會覆寫初始化的值，

   建構式被繼承和彼此呼叫

   管理虛方法virtual：以前，如果子類的同名函式

9. 右值參考

   傳統的參考可關聯左值，左值可出現在賦值陳述句的左邊，可獲取地址，但const常量可獲取地址，但不能賦值，

   const int b = 0;
   const int & rb = b; // 參考前必須也加const
   

   C++11新增右值參考，用&&表示，右值是可以出現在”=”右邊，但不能對其應用地址運算子的值，包括字面常量（C風格字串除外，它表示地址）、運算式、回傳型別為數值型別的函式，

   int && rt = 13; // 相當于int rt = 13； rt可以獲取地址，改變值，
   

   引入右值參考的主要目的是實作移動語意，

10. 移動語意允許將1個物件的資源所有權從自己轉移到另一個物件，而不需進行昂貴的復制操作，std::move()，如unique_ptr智能指標，

    拷貝建構式：創建新物件，分配記憶體和復制資料

    移動建構式：使用右值參考來接收1個臨時物件或1個即將被銷毀的物件，將其資源所有權轉移到新物件中，只涉及指標的復制，

11. 模板類和標準模板庫（STL, Standard Templates Library）

    C++11新增STL容器unordered_map, unordered_multimap, unordered_set, unordered_multiset, forward_list（單向鏈表，對比于雙向鏈表list），前4種使用哈希表實作，新增模板array（就是個陣列array<int, 5>，定義之后長度不可變，因此沒有push_back等方法），

    對于內置陣列，含有方法begin(), end()的類，如string，和STL容器，可使用for(auto/type x: container)回圈，若要修改x的值，則使用參考for(auto/type &x: container)，

    新增cbegin(), cend()，是begin(), end()的const版本，防止對原容器的元素進行誤改等操作，

    begin(), end(), 分別指向容器的第一個元素，容器最后一個元素的后面，rbegin(), rend(), 分別指向容器的最后一個元素，容器第一個元素的前面，聯合使用達到逆序遍歷的效果，crbegin(), crend()是其const版本，

    舊版使用嵌套模板時，尖括號要用空格分開，防止與運算子”>>”混淆，vector<list<int> > vec;

    C++11不再要求，vector<list<int>> vec;

12. 多執行緒

    新增 執行緒支持庫<thread>, <mutex>, <condition_variable>和<future>

    新增 原子操作庫

    關鍵字thread_local，靜態存盤，與每個執行緒系結一個，持續性和系結的執行緒一致，

13. Lambda運算式/Lambda函式

    lambda函式也叫lambda運算式，就是匿名函式，C++11中，對于接收函式指標或函式符（STL中函式物件）作為引數的函式，可以使用lambda作為引數，

    lambda運算式定義的地方和呼叫的地方在同一個地方，便于除錯和修改代碼，通常lambda沒有名字，也可給lambda指定名稱，

    auto func = [] (int x) {return x % 3 == 0;}; // 給lambda指定名稱func
    bool res = func(3);
    

    當lambda函式體只有一條陳述句時，如只有一條return，可不顯式寫回傳型別，由decltype推斷，否則，需要顯式寫回傳型別，采用回傳型別后置的格式，如下：

    [] (int x) –> int {x = 1; return x % 3;};
    

    lambda捕獲方式主要有三種：值捕獲、參考捕獲和隱式捕獲，使lambda函式體內可使用外部所有動態變數，有兩種方式傳入外部變數，一種是參考&，一種是值=，如果只傳特定變數（顯式捕獲），則傳值方式時可省略=（值捕獲），傳參考方式不可省略&（參考捕獲），傳全部的外部變數時（隱式捕獲），值方式用“=”標識所有變數，參考方式用“&”，捕獲的變數放進 [] 里宣告，

    [m,&n] (int x) –> int {x = m; return x % 3;}; // 值捕獲：m傳值，參考捕獲：n傳參考
    [=] (int x) –> int {x = n; return x % 3;}; // 隱式捕獲：外部所有變數都通過值方式傳遞
    [&] (int x) –> int {x = n; return x % 3;}; // 隱式捕獲：外部所有變數都通過參考方式傳遞
    [=,&n] (int x) –> int {x = n; return x % 3;}; // 表示n以參考方式傳遞，剩余變數以值方式傳遞
    // 隱式捕獲與顯式捕獲混用時，隱式捕獲必須是[]里第一個引數
    

    一些注意事項和詳細例子：C++ lambda運算式詳細講解2-隱式捕獲與顯式捕獲-bingma03的博客-CSDN博客

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