⭐ 题目日期：

腾讯 - 2024/12/20

📝 题解：

C++11 是 C++ 标准的重大更新，引入了许多现代编程特性，显著提升了代码的简洁性、安全性和性能。以下是 C++11 的核心新特性及其应用场景：

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1. 自动类型推导（auto 关键字）

• 作用：编译器自动推断变量类型，简化代码。

• 示例：

  auto i = 42;         // int
  auto str = "hello";  // const char*
  auto vec = std::vector<int>{1, 2, 3};

• 适用场景：迭代器、复杂模板类型声明。

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2. 范围基于的 for 循环

• 作用：简化容器遍历。

• 示例：

  std::vector<int> nums = {1, 2, 3};
  for (auto& num : nums) {
      num *= 2;  // 修改容器元素
  }

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3. 智能指针

• 目的：自动管理动态内存，避免内存泄漏。

• 类型：

  • std::unique_ptr：独占所有权，不可复制。

    auto ptr = std::make_unique<int>(10);  // C++14 起支持 make_unique

  • std::shared_ptr：共享所有权（引用计数）。

    auto ptr = std::make_shared<int>(20);

  • std::weak_ptr：解决 shared_ptr 的循环引用问题。

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4. 右值引用与移动语义（&&）

• 核心思想：避免不必要的深拷贝，提升性能。

• 移动构造函数：

  class MyClass {
  public:
      MyClass(MyClass&& other) {  // 移动构造
          data = other.data;
          other.data = nullptr;  // 置空原对象
      }
  private:
      int* data;
  };

• std::move：显式将左值转为右值。

  std::vector<int> v1 = {1, 2, 3};
  std::vector<int> v2 = std::move(v1);  // v1 变为空

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5. Lambda 表达式

• 作用：定义匿名函数，简化回调、算法参数。

• 语法：[捕获列表](参数) -> 返回类型 { 函数体 }

• 示例：

  std::vector<int> nums = {3, 1, 4};
  std::sort(nums.begin(), nums.end(), [](int a, int b) {
      return a > b;  // 降序排序
  });

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6. nullptr 关键字

• 替代 NULL：明确表示空指针，避免与整数 0 混淆。

  int* ptr = nullptr;  // 明确空指针

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7. 强类型枚举（enum class）

• 改进：避免传统枚举的作用域污染和隐式类型转换。

  enum class Color { Red, Green, Blue };
  Color c = Color::Red;  // 必须带作用域
  // int i = c;  // 错误：不能隐式转换

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8. 并发支持（<thread>, <mutex>, <atomic>）

• 多线程：标准化线程库。

  #include <thread>
  void task() { /* ... */ }
  std::thread t(task);  // 创建线程
  t.join();             // 等待线程结束

• 原子操作：

  #include <atomic>
  std::atomic<int> counter(0);
  counter++;  // 线程安全操作

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9. 变长参数模板（Variadic Templates）

• 作用：支持任意数量和类型的模板参数。

• 示例（实现 printf 类似功能）：

  template<typename T, typename... Args>
  void print(T first, Args... args) {
      std::cout << first << " ";
      print(args...);  // 递归展开
  }

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10. 委托构造函数与继承构造函数

• 委托构造函数：一个构造函数调用同类其他构造函数。

  class MyClass {
  public:
      MyClass(int a) : x(a) {}
      MyClass() : MyClass(0) {}  // 委托给有参构造
  private:
      int x;
  };

• 继承构造函数：派生类直接继承基类构造函数。

  class Base {
  public:
      Base(int) {}
  };
  class Derived : public Base {
  public:
      using Base::Base;  // 继承基类构造函数
  };

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11. 类型别名（using）

• 替代 typedef：更清晰的语法。

  using IntVector = std::vector<int>;  // 等价于 typedef
  template<typename T>
  using MyAllocator = std::allocator<T>;  // 支持模板

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12. constexpr 常量表达式

• 作用：在编译期计算值，提升性能。

  constexpr int factorial(int n) {
      return (n <= 1) ? 1 : n * factorial(n - 1);
  }
  int arr[factorial(3)];  // 编译期计算数组大小为 6

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13. 静态断言（static_assert）

• 编译期断言：检查类型或常量条件。

  static_assert(sizeof(int) == 4, "int must be 4 bytes");

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14. 统一初始化语法（{}）

• 统一初始化：适用于所有类型。

  struct Point { int x, y; };
  Point p{1, 2};                // 结构体
  std::vector<int> vec{1, 2, 3}; // 容器
  int* arr = new int[3]{1, 2, 3};

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总结

C++11 的现代化特性使得代码更简洁、高效和安全。核心改进包括：

1. 简化代码：auto、范围 for、Lambda。
2. 内存安全：智能指针。
3. 性能优化：右值引用、移动语义。
4. 并发支持：线程库、原子操作。
5. 类型安全：enum class、nullptr。

这些特性奠定了现代 C++ 的基础，后续标准（C++14/17/20）在此基础上进一步扩展。