C++11的新特性介绍

一、auto无法带走cv限制符

在C++标准中，const和volatile被称为“cv限制符，cv-qualifier”，它们分别代表了变量的两种不同的属性“不变的”和“易变的”。C++11标准规定auto可以和cv限制符一起使用，但是声明为auto的变量不能从其初始化表达式中“带走”cv限制符。例如const auto a = 1; 如果我们声明auto b = a; 那么b的类型是int而非const int，这里的例外是引用和指针，如果我们声明auto & c = a; 那么c的类型是const int&，声明为引用的变量依然保持着与其引用的对象相同的属性。

相比之下，decltype则可以带走cv限制符，但如果是一个对象的定义中含有const或volatile限制符，使用decltype进行推导时，其成员不会继承const和volatile。举例说明，const int i=0; 那么decltype(i)是const int，而如果：

struct S { int i; };

const S a = {0};

那么decltype(a)的类型是const S，但是a.i的类型并不是const。

还需要注意的是类型定义时的冗余符号:

int *a;

auto * b = a;，这里b的类型是int *而不是int **，因为在auto声明中，*也可以是冗余的，而如果使用decltype：

decltype(a) *c = &a;//decltype(a) *c = a无法通过编译

c的类型是int **。

二、追踪返回类型

如果一个函数模板的返回类型依赖于实际的入口参数类型，那么该返回类型在模板实例化之前可能都无法确定，这样的话我们在定义该函数模板时就会遇到麻烦。你可能会想到使用decltype来解决下面这个问题：

template
decltype(t1+t2) Sum(T1 &t1, T2 &t2) {
    return t1 + t2;
}

这里的问题是显而易见的，编译期通常并不能预知未来，在推导decltype(t1+t2)的时候，t1和t2还都是未定义的。为了解决这个问题，C++11引入新的语法——追踪返回类型：

template
auto Sum(T1 &t1, T2 &t2) -> decltype(t1+t2) {
    return t1 + t2;
}

这里有一个有趣的例子：

int (*(*pf())())(){ return nullptr; }

auto pf1() -> auto(*)() -> int (*)(){
    return nullptr;
}

这里pf是函数指针的指针，而pf1，从右往左看，auto(*)()-> int (*)()是函数指针，auto pf1() -> ~，pf1显然是前面这一部分的指针，也是函数指针的指针，它们其实是等价的。

auto (*fp)() -> int与int(*fp)()是等价的。auto (&fr)() -> int与int(&fr)()也是等价的。

吐槽，有人说学了C++11再也不怕别人看懂我的代码了，所言非虚。

还记得之前的转发函数吗，之前我们只实现了没有返回值的转发函数，如果要实现有返回值的转发函数，但我们返回值的类型显然是由待转发的内容所决定的，这时候就需要追踪返回类型了：

template
auto Forwarding(T && t) -> decltype(ActualFunc(forward(t))){
    return ActualFunc(forward(t));
}

这样即使ActualFunc存在一些重载的返回值类型不同的版本也可以实现转发。

三、基于范围的for循环

这个不必多言，对于可确定的迭代范围（类实现了begin和end函数），并且迭代对象实现了++，--等操作符，就可以使用基于范围的for循环。

具体形式类似for(int &e : arr)这样，如果不需要改变e的值，可以去掉取引用符号。

四、unique_ptr, shared_ptr, 和weak_ptr

由废弃的auto_ptr发展而来。unique_ptr形如其名，与所指对象的内存紧密绑定，不能与其他unique_ptr类型的指针对象共享所指对象的内存。从实现上来讲，unique_ptr是一个删除了拷贝构造函数、保留了移动构造函数的指针封装类型，我们仅仅可以使用右值引用对unique_ptr进行构造，而且一旦构造成功，右值对象中的指针即被窃取。

shared_ptr同样形如其名，它允许多个该智能指针共享地拥有同一堆分配对象的内存。在实现上，shared_ptr使用了引用计数。可以通过reset方法来减少相应的引用计数。

weak_ptr稍微复杂一点，它可以指向shared_ptr指针指向的对象内存，但并不拥有该内存。而使用weak_ptr的成员lock，可以返回其所指内存的一个shared_ptr对象，若该shred_ptr无效则返回nullptr，这个特性可以用来判断shared_ptr的有效性。