一篇文章教会你C++11入门知识点

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C++11入门

列表初始化
- 1. {}初始化
- 2. initializer_list
声明
范围for循环
STL新增容器
右值引用和移动语义
C++11新增类功能
可变参数模板
lambda表达式
包装器
- 1. function包装器
- 2. bind
结语

列表初始化

1. {}初始化

C++11 引入了一种新的初始化语法，称为统一初始化（Uniform Initialization），它允许你使用花括号 {} 初始化不同类型的对象，包括数组、容器、结构体和类。这种初始化语法有许多优点，包括一致性、防止窄化（narrowing）以及提高代码的可读性，使用初始化列表时，可添加等号(=)，也可不添加 。

以下是一些 {} 初始化的示例：

初始化基本类型：

int x = {
      
      }; // 初始化为0
double y = {
      
      }; // 初始化为0.0
char c = {
      
      }; // 初始化为'\0' (空字符)
bool b = {
      
      }; // 初始化为false

初始化数组：

int arr[] = {
      
      1, 2, 3}; // 初始化整数数组
char str[] = {
      
      'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; // 初始化字符数组

初始化容器（C++11 引入的容器）：

std::vector<int> vec = {
      
      1, 2, 3}; // 初始化整数向量
std::map<std::string, int> map = {
      
      {
      
      "one", 1}, {
      
      "two", 2}}; // 初始化映射

初始化结构体和类：

struct Point {
      
      
    int x;
    int y;
};
Point p = {
      
      3, 4}; // 初始化 Point 结构体

class Person {
      
      
public:
    std::string name;
    int age;
};
Person person = {
      
      "Alice", 30}; // 初始化 Person 类

初始化嵌套结构和类：

struct Address {
      
      
    std::string city;
    std::string state;
};
struct Person {
      
      
    std::string name;
    int age;
    Address address;
};
Person person = {
      
      "Bob", 25, {
      
      "New York", "NY"}}; // 初始化嵌套结构和类

这种 {} 初始化语法在不同情况下都能很好地工作，提高了初始化的一致性和可读性，同时防止了潜在的窄化问题。它是 C++11 引入的重要特性之一，也是 C++ 中现代化编程的一部分。

2. initializer_list

initializer_list 是 C++11 引入的一种特殊类型，用于简化对容器、数组和其他数据结构的初始化。它允许你使用花括号 {} 语法来创建一个包含多个元素的初始化列表。

在C++11中几乎所有的容器都加上了initializer_list的初始化

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以下是关于 initializer_list 的一些重要信息：

初始化列表的声明：initializer_list 是 C++ 标准库中的一个模板类，位于 <initializer_list> 头文件中。你可以使用以下语法来声明初始化列表：
```
std::initializer_list<T> initList;
```
这里的 T 是你要初始化的元素的类型。
初始化：你可以使用花括号 {} 来创建初始化列表，例如：
```
std::initializer_list<int> numbers = {
      
      1, 2, 3, 4, 5};
```
这将创建一个包含整数的初始化列表。

使用初始化列表：你可以将初始化列表传递给接受 initializer_list 参数的函数或构造函数。这允许你将一组值传递给函数或对象，而不必显式创建数组或容器。例如：

void printNumbers(std::initializer_list<int> numbers) {
      
      
    for (int num : numbers) {
      
      
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
      
      
    printNumbers({
      
      1, 2, 3, 4, 5});
    return 0;
}

initializer_list 的成员函数：initializer_list 类型支持 .begin() 和 .end() 成员函数，使其可以用于范围循环和容器类似的操作。

自定义类中使用：你可以在自定义类中使用 initializer_list 构造函数，以简化对象的初始化。这对于自定义容器类非常有用。

class MyVector {
      
      
public:
    MyVector(std::initializer_list<int> initList) {
      
      
        for (int num : initList) {
      
      
            data.push_back(num);
        }
    }

    void print() {
      
      
        for (int num : data) {
      
      
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

private:
    std::vector<int> data;
};

int main() {
      
      
    MyVector vec = {
      
      1, 2, 3, 4, 5};
    vec.print();
    return 0;
}

initializer_list 是一种强大的工具，使得初始化多个元素的操作更加简单和一致。它在现代 C++ 编程中非常有用，特别是在处理容器和自定义类时。

声明

1. auto

在C++98中auto是一个存储类型的说明符，表明变量是局部自动存储类型，但是局部域中定义局部的变量默认就是自动存储类型，所以auto就没什么价值了。

C++11 引入了 auto 关键字新用法以改进变量声明和初始化的语法，它允许编译器根据初始化表达式的类型自动推断变量的类型。这个特性的引入主要有以下几个目标：

提高代码的可读性：auto 允许程序员省略冗长的类型名，尤其是当初始化表达式的类型较复杂或不容易记忆时。
减少类型错误：使用 auto 可以减少类型错误，因为变量的类型将始终与初始化表达式的类型一致。
支持现代化编程：auto 使 C++ 更具现代感，使其更适合面向对象和泛型编程。

下面是一些关于 auto 的示例和用法：

// 基本用法
auto x = 42;  // x 的类型将自动推断为 int
auto y = 3.14;  // y 的类型将自动推断为 double

// 遍历容器
std::vector<int> numbers = {
    
    1, 2, 3, 4, 5};
for (auto num : numbers) {
    
    
    // num 的类型将自动推断为 int
}

// 迭代器
std::vector<double> values = {
    
    1.1, 2.2, 3.3};
for (auto it = values.begin(); it != values.end(); ++it) {
    
    
    // it 的类型将自动推断为 std::vector<double>::iterator
}

// 函数返回值
auto add(int a, int b) -> int {
    
    
    return a + b;
}

// Lambda 表达式
auto multiply = [](int a, int b) -> int {
    
    
    return a * b;
};

// 泛型编程
template <typename T, typename U>
auto multiply(T a, U b) -> decltype(a * b) {
    
    
    return a * b;
}

需要注意的是，虽然 auto 提高了代码的可读性和灵活性，但在某些情况下，它可能会导致类型不明确，降低代码的可维护性。因此，在使用 auto 时，应注意保持代码的清晰性，确保它对于其他人阅读和理解仍然是直观的。

2. decltype

decltype 是 C++11 引入的关键字，用于获取表达式的类型。它通常用于推断表达式的类型，而不是显式指定类型，使代码更加通用和具有弹性。decltype 在模板编程和泛型编程中非常有用，特别是当你不知道表达式的具体类型时。

以下是一些关于 decltype 的重要信息：

decltype 的基本语法：

decltype(expression) 用于获取 expression 的类型。例如：
```
int x = 42;
decltype(x) y = x; // y 的类型是 int
```
在这个示例中，decltype(x) 返回的类型是 int，因为它根据表达式 x 推断出了 int 类型。
表达式的类型推断：decltype 将表达式传递给它，然后返回表达式的类型。这可以用于在编译时获取表达式的类型，而无需显式指定它。
```
int x = 42;
double y = 3.14;
decltype(x + y) z; // z 的类型是 double，因为 x + y 是一个 double 类型的表达式
```
引用的处理：decltype 还可以用于获取表达式的引用类型。例如：
```
int x = 42;
int& ref_x = x;
decltype(ref_x) y = x; // y 的类型是 int&
```
在这个示例中，decltype(ref_x) 返回的类型是 int&，因为它考虑了 ref_x 的引用。
与 auto 的比较：auto 也用于类型推断，但它通常用于初始化变量，而 decltype 用于获取表达式的类型。例如：
```
auto a = 42; // a 的类型是 int
```
而
```
int x = 42;
decltype(x) y = x; // y 的类型是 int
```
auto 通常用于初始化变量，而 decltype 用于获取表达式的类型。
应用于泛型编程：decltype 在泛型编程中非常有用，因为它可以帮助你从表达式中推断出正确的类型，而不必事先知道具体类型。
```
template <typename T, typename U>
auto add(T t, U u) -> decltype(t + u) {
      
      
    return t + u;
}
```
这个函数模板 add 使用 decltype 推断出 t + u 的类型，使它可以处理不同类型的输入。

decltype 是一项强大的功能，用于提高代码的灵活性和泛化，特别是在模板编程、泛型编程和元编程中。它使你能够编写更通用和适应性更强的代码。

3. nullptr

nullptr 是 C++11 引入的关键字，用于表示空指针（null pointer）。它的目的是提高代码的可读性和安全性，以取代 C++98 中使用的 NULL 或 0 来表示空指针。nullptr 具有以下特点：

类型安全：nullptr 是一种空指针常量，具有自己的类型，被称为 std::nullptr_t。这意味着它在类型检查时更加安全，可以减少潜在的编程错误。
避免二义性：在 C++98 中，使用 0 或 NULL 可能导致重载函数的二义性，而 nullptr 可以帮助解决这些问题。
更好的可读性：nullptr 更清晰地表达了代码的意图，即表示空指针，而不是整数或零值。

以下是使用 nullptr 的示例：

int* ptr = nullptr; // 声明一个指向整数的空指针

nullptr 可以用于指针、引用和布尔表达式中，以表示空或无效值。它在 C++ 编程中已成为一种良好的编程习惯，可以提高代码的可读性和可维护性，并减少潜在的错误。在 C++11 和更新版本的标准中，推荐使用 nullptr 来表示空指针。

范围for循环

C++11 引入的Range-based for loop，也称为范围 for 循环，是一种用于遍历容器、数组和其他可迭代数据结构的现代循环语法。它提供了一种更简单和可读性更高的方法来迭代元素，无需使用索引或迭代器。范围 for 循环的语法如下：

for (auto element : container) {
    
    
    // 在这里处理每个元素
}

其中 auto 用于自动推断元素的类型，element 是迭代的元素，container 是要遍历的容器或可迭代对象。范围 for 循环会自动遍历容器中的每个元素，直到遍历完整个容器。

以下是一些范围 for 循环的示例：

遍历数组：

int arr[] = {
      
      1, 2, 3, 4, 5};
for (int num : arr) {
      
      
    std::cout << num << " ";
}

遍历标准容器：

std::vector<std::string> words = {
      
      "apple", "banana", "cherry"};
for (const std::string& word : words) {
      
      
    std::cout << word << " ";
}

遍历字符串：

std::string text = "Hello, World!";
for (char c : text) {
      
      
    std::cout << c << " ";
}

自定义类中使用：

class MyContainer {
      
      
public:
    std::vector<int> data = {
      
      10, 20, 30, 40, 50};
};

MyContainer container;
for (int value : container.data) {
      
      
    std::cout << value << " ";
}

范围 for 循环可以用于任何支持迭代的容器、数组或数据结构，包括标准容器（如 std::vector、std::list、std::map 等）、C-style 数组、字符串和用户自定义的类，只要它们支持迭代操作。

STL新增容器

1. array

C++11 引入的 std::array 是标准库中的一种容器，它是一个固定大小的数组，与 C 风格的数组不同，std::array 具有很多标准容器的特性，如范围检查、迭代器等，同时提供了更安全的操作。

以下是关于 std::array 的一些重要信息：

头文件：std::array 位于 <array> 头文件中。
```
#include <array>
```
声明：std::array 的声明类似于普通数组，但你需要指定数组的大小作为模板参数。
```
std::array<int, 5> myArray; // 声明一个包含5个整数的 std::array
```

初始化：你可以使用初始化列表来初始化 std::array。

std::array<int, 5> myArray = {
      
      1, 2, 3, 4, 5};

访问元素：你可以像访问普通数组一样使用下标操作符 [] 来访问 std::array 中的元素。
```
int element = myArray[2]; // 获取第三个元素的值（索引从0开始）
```
大小：std::array 的大小是固定的，可以使用 size() 成员函数来获取数组的大小。
```
std::size_t size = myArray.size();
```
范围检查：std::array 支持范围检查，如果尝试访问超出范围的元素，会引发异常。这可以帮助避免访问无效内存。

迭代器：你可以使用迭代器来遍历 std::array 中的元素。

for (auto it = myArray.begin(); it != myArray.end(); ++it) {
      
      
    // 使用 *it 访问元素
}

与普通数组的区别：std::array 与普通数组相比，提供了更多的容器功能，如范围检查、迭代器、size() 成员函数等。同时，std::array 不会自动衰减为指针，它会一直保持其大小信息，因此你可以方便地传递它作为函数参数。

个人认为没啥用，只是为了将数组容器标准化，实际用途很少

2. forward_list

std::forward_list 是 C++11 标准库中引入的一种单向链表容器，它提供了动态分配内存的能力，可以用于实现线性数据结构，类似于 std::list，但 std::forward_list 的设计更加精简，因为它只支持单向迭代。以下是关于 std::forward_list 的一些重要信息：

头文件：std::forward_list 位于 <forward_list> 头文件中。
```
#include <forward_list>
```
声明：你可以声明 std::forward_list 实例，并在声明时指定元素的类型。
```
std::forward_list<int> myList;
```

初始化：你可以使用初始化列表来初始化 std::forward_list。

std::forward_list<int> myList = {
      
      1, 2, 3, 4, 5};

元素插入：你可以使用 push_front() 在链表的前部插入元素。
```
myList.push_front(0); // 在链表的前部插入元素
```

元素访问：由于 std::forward_list 只支持单向迭代，你可以使用迭代器来访问链表中的元素。

for (auto it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {
      
      
    // 使用 *it 访问元素
}

范围检查：与 std::forward_list 中的元素进行访问时不支持范围检查，需要小心避免访问不存在的元素。

删除元素：你可以使用 erase_after() 删除指定位置之后的元素。

auto it = myList.before_begin(); // 位于第一个元素之前
myList.erase_after(it); // 删除第一个元素

其他操作：std::forward_list 还支持其他操作，如 splice_after() 将另一个 std::forward_list 插入到当前链表中，以及 remove() 和 remove_if() 用于删除特定元素或满足特定条件的元素。

std::forward_list 是一个轻量级的容器，适用于需要单向链表特性的情况，它在内存使用和性能方面通常比 std::list 更高效。但由于只支持单向迭代，因此某些操作可能不如 std::list 那么方便。

3. unordered_map和unordered_set

这两个容器是C++对哈希容器的标准化，前面有专门的博客对其进行讲解，这里不做赘述

右值引用和移动语义

1. 左值引用和右值引用

首先我们要知道什么是左值？什么是右值？

在C++中，“左值”（Lvalue）和"右值"（Rvalue）是用来描述表达式的两个基本分类。它们有以下定义和特点：

左值 (Lvalue):
- 左值是可以在赋值语句的左侧出现的表达式，也可以取地址的表达式。
- 左值引用（Lvalue Reference）引用的是左值。
- 左值可以标识一个具体的内存位置，通常是具名变量、数组元素、结构体的成员、函数的返回值等。
- 通常，左值具有持久的生命周期，因为它们标识了具体的内存位置，而这个内存位置在程序执行期间一直存在。
示例：
```
int x = 42;  // x 是左值
int* p = &x; // &x 也是左值
```
右值 (Rvalue):
- 右值是不能在赋值语句的左侧出现的表达式，通常是临时值或即将销毁的值。
- 右值引用（Rvalue Reference）引用的是右值。
- 右值通常是临时生成的值，例如表达式的计算结果、字面常量、临时对象、移动语义中的源对象等。
- 通常，右值具有较短的生命周期，因为它们不会持久存在，它们在计算后可能会被销毁。
示例：
```
int a = 2 + 3;   // 2 + 3 是右值
int&& b = 42;    // 42 是右值
int&& c = a + b; // a + b 是右值
```

左值和右值的区分在C++中非常重要，因为它们在语言的语义和表达式的处理方面具有不同的规则和用途。例如，右值引用和移动语义允许在处理右值时实现高效的资源管理和对象转移。在C++11以后，这种区分变得更加明显，因为引入了右值引用和右值引用相关的语法。左值和右值的概念有助于更好地理解C++中的对象生命周期和语义。

那么什么是左值引用？什么是右值引用呢？

左值引用 (Lvalue Reference):
- 左值引用使用 & 符号表示。
- 左值引用可以绑定到左值（例如，具有地址的对象）。
- 它用于传统的引用操作，如函数参数传递、函数返回值，以及赋值操作符等。
- 它延长对象的生命周期，确保对象在引用仍然有效时不会被销毁。
示例：
```
int x = 42;
int& lvalueRef = x; // lvalueRef 是 x 的左值引用
```
右值引用 (Rvalue Reference):
- 右值引用使用 && 符号表示。
- 右值引用可以绑定到右值（临时值或即将销毁的对象）。
- 它引入了移动语义和完美转发的概念，用于优化对象的资源管理，如移动语义和右值引用的结合可以用于实现高效的对象转移。
- 它允许开发者更精细地控制对象的生命周期，从而避免不必要的复制操作。
示例：
```
int&& rvalueRef = 42; // rvalueRef 是右值引用，绑定到临时值
```

需要注意的是右值是不能取地址的，但是给右值取别名后，会导致右值被存储到特定位置，且可以取到该位置的地址，也就是说例如：不能取字面量10的地址，但是rr1引用后，可以对rr1取地址，也可以修改rr1。如果不想rr1被修改，可以用const int&& rr1 去引用，是不是感觉很神奇，这个了解一下实际中右值引用的使用场景并不在于此，这个特性也不重要

int main()
{
    
    
	double x = 1.1, y = 2.2;
	int&& rr1 = 10;
	const double&& rr2 = x + y;
	
	rr1 = 20;
	rr2 = 5.5; // 报错
	
	return 0;
}

2. 左值引用和右值引用比较

左值引用总结：

左值引用只能引用左值，不能引用右值。

但是const左值引用既可引用左值，也可引用右值。

int main()
{
    
    
	// 左值引用只能引用左值，不能引用右值。
	int a = 10;
	int& ra1 = a; // ral为a的别名
	//int& ra2 = 10; // 编译失败，因为10是右值

	// const左值引用既可引用左值，也可引用右值。
    const int& ra3 = 10;
    const int& ra4 = a;
    
    return 0;
}

右值引用总结：

右值引用只能右值，不能引用左值。

但是右值引用可以move以后的左值。

int main()
{
    
    
    // 右值引用只能右值，不能引用左值。
    int&& r1 = 10;
   
   // error C2440: “初始化”: 无法从“int”转换为“int &&”
    // message : 无法将左值绑定到右值引用
    int a = 10;
    int&& r2 = a;
    
    // 右值引用可以引用move以后的左值
    int&& r3 = std::move(a);

	return 0;
}

3. 右值引用使用场景和意义

我们可以看到左值引用既可以引用左值和又可以引用右值，那为什么C++11还要提出右值引用呢？是不是化蛇添足呢？下面我们来看看左值引用的短板，右值引用是如何补齐这个短板的:

namespace yulao
{
    
    
	class string
	{
    
    
	public:
		typedef char* iterator;
		iterator begin()
		{
    
    
			return _str;
		}
		iterator end()
		{
    
    
			return _str + _size;
		}
		string(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
			, _capacity(_size)
		{
    
    
			//cout << "string(char* str)" << endl;
			_str = new char[_capacity + 1];
			strcpy(_str, str);
		}
		// s1.swap(s2)
		void swap(string& s)
		{
    
    
			::swap(_str, s._str);
			::swap(_size, s._size);
			::swap(_capacity, s._capacity);
		}
		// 拷贝构造
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
		{
    
    
			cout << "string(const string& s) -- 深拷贝" << endl;
			string tmp(s._str);
			swap(tmp);
		}
		// 赋值重载
		string& operator=(const string& s)
		{
    
    
			cout << "string& operator=(string s) -- 深拷贝" << endl;
			string tmp(s);
			swap(tmp);
			return *this;
		}
		// 移动构造
		string(string&& s)
			:_str(nullptr)
			, _size(0)
			, _capacity(0)
		{
    
    
			cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl;
			swap(s);
		}
		// 移动赋值
		string& operator=(string&& s)
		{
    
    
			cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl;
			swap(s);
			return *this;
		}
		~string()
		{
    
    
			delete[] _str;
			_str = nullptr;
		}
		char& operator[](size_t pos)
		{
    
    
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}
		void reserve(size_t n)
		{
    
    
			if (n > _capacity)
			{
    
    
				char* tmp = new char[n + 1];
				strcpy(tmp, _str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_capacity = n;
			}
		}
		void push_back(char ch)
		{
    
    
			if (_size >= _capacity)
			{
    
    
				size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
				reserve(newcapacity);
			}
			_str[_size] = ch;
			++_size;
			_str[_size] = '\0';
		}
		//string operator+=(char ch)
		string& operator+=(char ch)
		{
    
    
			push_back(ch);
			return *this;
		}
		const char* c_str() const
		{
    
    
			return _str;
		}
	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity; // 不包含最后做标识的\0
	};
}

左值引用的使用场景：做参数和做返回值都可以提高效率

void func1(yulao::string s)
{
    
    }

void func2(const yulao::string& s)
{
    
    }

int main()
{
    
    
	yulao::string s1("hello world");
	// func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝，提高效率的使用场景和价值
	func1(s1);
	func2(s1);
	// string operator+=(char ch) 传值返回存在深拷贝
	// string& operator+=(char ch) 传左值引用没有拷贝提高了效率
	s1 += '!';
	return 0;
}

左值引用的短板：

但是当函数返回对象是一个局部变量，出了函数作用域就不存在了，就不能使用左值引用返回，只能传值返回。例如：yulao::string to_string(int value)函数中可以看到，这里只能使用传值返回，传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。

右值引用和移动语义解决上述问题：

在yulao::string中增加移动构造，移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来，占位已有，那么就不用做深拷贝了，所以它叫做移动构造，就是窃取别人的资源来构造自己

// 移动构造
string(string&& s)
	:_str(nullptr)
	, _size(0)
	, _capacity(0)
{
    
    
	cout << "string(string&& s) -- 移动语义" << endl;
	swap(s);
}
int main()
{
    
    
	yulao::string ret2 = yulao::to_string(-1234);
	return 0;
}

再运行上面yulao::to_string的两个调用，我们会发现，这里没有调用深拷贝的拷贝构造，而是调用了移动构造，移动构造中没有新开空间，拷贝数据，所以效率提高了

不仅仅有移动构造，还有移动赋值：

在yulao::string类中增加移动赋值函数，再去调用yulao::to_string(1234)，不过这次是将yulao::to_string(1234)返回的右值对象赋值给ret1对象，这时调用的是移动构造。

// 移动赋值
string& operator=(string&& s)
{
    
    
	cout << "string& operator=(string&& s) -- 移动语义" << endl;
	swap(s);
	return *this;
}

int main()
{
    
    
	yulao::string ret1;
	ret1 = yulao::to_string(1234);
	return 0;
}

// 运行结果：
// string(string&& s) -- 移动语义
// string& operator=(string&& s) -- 移动语义

这里运行后，我们看到调用了一次移动构造和一次移动赋值。因为如果是用一个已经存在的对象接收，编译器就没办法优化了。yulao::to_string函数中会先用str生成构造生成一个临时对象，但是我们可以看到，编译器很聪明的在这里把str识别成了右值，调用了移动构造。然后在把这个临时对象做为yulao::to_string函数调用的返回值赋值给ret1，这里调用的移动赋值

STL中的容器都增加了移动构造和移动赋值
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

4. 右值引用引用左值深入使用场景分析

按照语法，右值引用只能引用右值，但右值引用一定不能引用左值吗？因为：有些场景下，可能真的需要用右值去引用左值实现移动语义。当需要用右值引用引用一个左值时，可以通过move函数将左值转化为右值。C++11中，std::move()函数位于头文件中，该函数名字具有迷惑性，它并不搬移任何东西，唯一的功能就是将一个左值强制转化为右值引用，然后实现移动语义

template<class _Ty>
inline typename remove_reference<_Ty>::type&& move(_Ty&& _Arg) _NOEXCEPT
{
    
    
	// forward _Arg as movable
	return ((typename remove_reference<_Ty>::type&&)_Arg);
}

大多数情况下，我们使用移动语义将左值转换成右值进行赋值时，调用的是移动构造，而右值是待消亡值，所以在进行移动语义转换赋值时，我们要考虑清楚被转换的左值是否还需要使用。

int main()
{
    
    
	yulao::string s1("hello world");
	// 这里s1是左值，调用的是拷贝构造
	yulao::string s2(s1);
	// 这里我们把s1 move处理以后, 会被当成右值，调用移动构造
	// 但是这里要注意，一般是不要这样用的，因为我们会发现s1的资源被转移给了s3，s1被置空了。
	yulao::string s3(std::move(s1));
	return 0;
}

STL容器插入接口函数也增加了右值引用版本

在这里插入图片描述

5. 完美转发

模版中的&& 万能引用

void Fun(int& x) {
    
     cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int& x) {
    
     cout << "const 左值引用" << endl; }
void Fun(int&& x) {
    
     cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int&& x) {
    
     cout << "const 右值引用" << endl; }

template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{
    
    
	Fun(t);
}

int main()
{
    
    
	PerfectForward(10); // 右值
	
    int a;
	PerfectForward(a); // 左值
	PerfectForward(std::move(a)); // 右值
	
    const int b = 8;
	PerfectForward(b); // const 左值
	PerfectForward(std::move(b)); // const 右值
	
    return 0;
}

模板中的&&不代表右值引用，而是万能引用，其既能接收左值又能接收右值。模板的万能引用只是提供了能够接收同时接收左值引用和右值引用的能力，但是引用类型的唯一作用就是限制了接收的类型，后续使用中都退化成了左值，我们希望能够在传递过程中保持它的左值或者右值的属性, 就需要用我们下面学习的完美转发。

至于这里的接收类型为什么会退化成左值，需要提出一个新概念

引用折叠

引用折叠（Reference collapsing）是C++11引入的特性，它允许引用类型在特定情况下进行合并或"折叠"，这个过程通常被称为"引用压缩"。引用折叠主要在泛型编程中用于处理通用引用（Universal Reference）和右值引用（Rvalue Reference），以确保引用类型的正确性。

引用折叠规则如下：

当一个左值引用（Lvalue Reference）与一个右值引用（Rvalue Reference）进行合并时，结果是一个左值引用。

示例：

int x = 42;
int&& y = 10;
int& z = x;
int& result1 = y; // 结果是左值引用
int& result2 = z; // 结果是左值引用

当两个左值引用合并时，结果是一个左值引用。

示例：

int a = 10;
int b = 20;
int& ref1 = a;
int& ref2 = b;
int& result = ref1; // 结果是左值引用

当两个右值引用合并时，结果是一个右值引用。

示例：

int&& rref1 = 42;
int&& rref2 = 10;
int&& result = rref1; // 结果是右值引用

引用折叠的主要应用是在泛型编程中，特别是在模板元编程中，以确定引用的类型，从而正确处理通用引用和右值引用。这有助于编写通用代码，能够接受不同类型的引用，并在编译时保持类型的一致性。

下面我们再看完美转发，它可以改变这一现状，保持原有的属性

std::forward 完美转发在传参的过程中保留对象原生类型属性

void Fun(int& x) {
    
     cout << "左值引用" << endl; }
void Fun(const int& x) {
    
     cout << "const 左值引用" << endl; }
void Fun(int&& x) {
    
     cout << "右值引用" << endl; }
void Fun(const int&& x) {
    
     cout << "const 右值引用" << endl; }
// std::forward<T>(t)在传参的过程中保持了t的原生类型属性。
template<typename T>
void PerfectForward(T&& t)
{
    
    
	Fun(std::forward<T>(t));
}

int main()
{
    
    
	PerfectForward(10); // 右值
	
	int a;
	PerfectForward(a); // 左值
	PerfectForward(std::move(a)); // 右值
	
	const int b = 8;
	PerfectForward(b); // const 左值
	PerfectForward(std::move(b)); // const 右值
	
	return 0;
}

完美转发实际中的使用场景：

template<class T>
struct ListNode
{
    
    
	ListNode* _next = nullptr;
	ListNode* _prev = nullptr;
	T _data;
};
template<class T>
class List
{
    
    
	typedef ListNode<T> Node;
public:
	List()
	{
    
    
		_head = new Node;
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;
	}
	void PushBack(T&& x)
	{
    
    
		//Insert(_head, x);
		Insert(_head, std::forward<T>(x));
	}
	void PushFront(T&& x)
	{
    
    
		//Insert(_head->_next, x);
		Insert(_head->_next, std::forward<T>(x));
	}
	void Insert(Node* pos, T&& x)
	{
    
    
		Node* prev = pos->_prev;
		Node* newnode = new Node;
		newnode->_data = std::forward<T>(x); // 关键位置
		// prev newnode pos
		prev->_next = newnode;
		newnode->_prev = prev;
		newnode->_next = pos;
		pos->_prev = newnode;
	}
	void Insert(Node* pos, const T& x)
	{
    
    
		Node* prev = pos->_prev;
		Node* newnode = new Node;
		newnode->_data = x; // 关键位置
		// prev newnode pos
		prev->_next = newnode;
		newnode->_prev = prev;
		newnode->_next = pos;
		pos->_prev = newnode;
	}
private:
	Node* _head;
};
int main()
{
    
    
	List<string> lt;
	lt.PushBack("1111");
	lt.PushFront("2222");
	return 0;
}

C++11新增类功能

默认成员函数

原来C++类中，有6个默认成员函数：

构造函数

析构函数

拷贝构造函数

拷贝赋值重载

取地址重载

const 取地址重载

最后重要的是前4个，后两个用处不大。默认成员函数就是我们不写编译器会生成一个默认的。

C++11 新增了两个：移动构造函数和移动赋值运算符重载

针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有一些需要注意的点如下：

如果你没有自己实现移动构造函数，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动构造，如果实现了就调用移动构造，没有实现就调用拷贝构造。

如果你没有自己实现移动赋值重载函数，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个，那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动赋值，如果实现了就调用移动赋值，没有实现就调用拷贝赋值。(默认移动赋值跟上面移动构造完全类似)

如果你提供了移动构造或者移动赋值，编译器不会自动提供拷贝构造和拷贝赋值。

class Person
{
    
    
public:
	Person(const char* name = "", int age = 0)
		:_name(name)
		, _age(age)
	{
    
    }
	/*Person(const Person& p)
		:_name(p._name)
		,_age(p._age)
	{}*/

	/*Person& operator=(const Person& p)
	{
		if(this != &p)
		{
			_name = p._name;
			_age = p._age;
		}
		return *this;
	}*/

	/*~Person()
	{}*/

private:
	yulao::string _name;
	int _age;
};
int main()
{
    
    
	Person s1;
	Person s2 = s1;
	Person s3 = std::move(s1);
	Person s4;
	s4 = std::move(s2);
	return 0;
}

类成员变量初始化

C++11允许在类定义时给成员变量初始缺省值，默认生成构造函数会使用这些缺省值初始化，这个我们在雷和对象默认就讲了，这里就不再细讲了。

强制生成默认函数的关键字default:

C++11可以让你更好的控制要使用的默认函数。假设你要使用某个默认的函数，但是因为一些原因这个函数没有默认生成。比如：我们提供了拷贝构造，就不会生成移动构造了，那么我们可以使用default关键字显示指定移动构造生成。

class Person
{
    
    
public:
	Person(const char* name = "", int age = 0)
		:_name(name)
		, _age(age)
	{
    
    }
	Person(const Person& p)
		:_name(p._name)
		, _age(p._age)
	{
    
    }
	Person(Person&& p) = default;
private:
	yulao::string _name;
	int _age;
};
int main()
{
    
    
	Person s1;
	Person s2 = s1;
	Person s3 = std::move(s1);
	return 0;
}

禁止生成默认函数的关键字delete:

如果能想要限制某些默认函数的生成，在C++98中，是该函数设置成private，并且只声明，这样只要其他人想要调用就会报错。在C++11中更简单，只需在该函数声明加上=delete即可，该语法指示编译器不生成对应函数的默认版本，称=delete修饰的函数为删除函数。

class Person
{
    
    
public:
	Person(const char* name = "", int age = 0)
		:_name(name)
		, _age(age)
	{
    
    }
	Person(const Person& p) = delete;
private:
	yulao::string _name;
	int _age;
};
int main()
{
    
    
	Person s1;
	Person s2 = s1;
	Person s3 = std::move(s1);
	return 0;
}

继承和多态中的final与override关键字

final 和 override 是两个关键字，它们用于继承和多态的相关概念。它们分别用于指示和限制类的成员函数的行为。

final 关键字：

final 关键字通常用于在继承层次结构中的类或虚函数上，以表示该类或虚函数不允许被派生类继续派生或被重写。
在类声明中，final 可以防止其他类继承它。

示例：

class Base final {
      
      
    // ...
};

class Derived : public Base {
      
       // 错误，Base 类被声明为 final，不能被继承
    // ...
};

在虚函数声明中，final 可以防止子类覆盖（重写）该虚函数。

示例：

class Base {
      
      
public:
    virtual void foo() final {
      
      
        // ...
    }
};

class Derived : public Base {
      
      
public:
    void foo() override {
      
       // 错误，foo() 被声明为 final，不能被覆盖
        // ...
    }
};

override 关键字：

override 关键字通常用于子类中的虚函数声明，以显式指示该函数是基类中的虚函数的覆盖版本。
使用 override 有助于提高代码的可读性，并在编译时检测潜在的错误，例如拼写错误或函数签名不匹配。

示例：

class Base {
      
      
public:
    virtual void foo() {
      
      
        // ...
    }
};

class Derived : public Base {
      
      
public:
    void foo() override {
      
       // 明确表示覆盖基类的虚函数
        // ...
    }
};

如果在派生类中使用 override 来声明一个虚函数，但该函数与基类的虚函数签名不匹配，或者没有虚函数可以覆盖，编译器会产生错误。

示例：

class Base {
      
      
public:
    virtual void foo(int x) {
      
      
        // ...
    }
};

class Derived : public Base {
      
      
public:
    void foo() override {
      
       // 错误，没有匹配的虚函数可以覆盖
        // ...
    }
};

关于这两个关键字的讲解可以看我的继承和多态章节的博客

可变参数模板

C++11的新特性可变参数模板能够让您创建可以接受可变参数的函数模板和类模板，相比C++98/03，类模版和函数模版中只能含固定数量的模版参数，可变模版参数无疑是一个巨大的改进。然而由于可变模版参数比较抽象，使用起来需要一定的技巧，所以这块还是比较晦涩的。

下面就是一个基本可变参数的函数模板

template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{
    
    }

Args是一个模板参数包，args是一个函数形参参数包
声明一个参数包Args…args，这个参数包中可以包含0到任意个模板参数。

上面的参数args前面有省略号，所以它就是一个可变模版参数，我们把带省略号的参数称为“参数包”，它里面包含了0到N（N>=0）个模版参数。我们无法直接获取参数包args中的每个参数的，只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数，这是使用可变模版参数的一个主要特点，也是最大的难点，即如何展开可变模版参数。由于语法不支持使用args[i]这样方式获取可变参数，所以我们的用一些奇招来一一获取参数包的值。

递归函数方式展开参数包

// 递归终止函数
template <class T>
void ShowList(const T& t)
{
    
    
	cout << t << endl;
}
// 展开函数
template <class T, class ...Args>
void ShowList(T value, Args... args)
{
    
    
	cout << value << " ";
	ShowList(args...);
}
int main()
{
    
    
	ShowList(1);
	ShowList(1, 'A');
	ShowList(1, 'A', std::string("sort"));
	return 0;
}

逗号表达式展开参数包

这种展开参数包的方式，不需要通过递归终止函数，是直接在expand函数体中展开的, printarg不是一个递归终止函数，只是一个处理参数包中每一个参数的函数。这种就地展开参数包的方式实现的关键是逗号表达式。我们知道逗号表达式会按顺序执行逗号前面的表达式。

expand函数中的逗号表达式：(printarg(args), 0)，也是按照这个执行顺序，先执行printarg(args)，再得到逗号表达式的结果0。同时还用到了C++11的另外一个特性——初始化列表，通过初始化列表来初始化一个变长数组, {(printarg(args), 0)…}将会展开成((printarg(arg1),0),(printarg(arg2),0), (printarg(arg3),0), etc… )，最终会创建一个元素值都为0的数组int arr[sizeof… (Args)]。由于是逗号表达式，在创建数组的过程中会先执行逗号表达式前面的部分printarg(args)打印出参数，也就是说在构造int数组的过程中就将参数包展开了，这个数组的目的纯粹是为了在数组构造的过程展开参数包

template <class T>
void PrintArg(T t)
{
    
    
	cout << t << " ";
}
//展开函数
template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{
    
    
	int arr[] = {
    
     (PrintArg(args), 0)... };
	cout << endl;
}
int main()
{
    
    
	ShowList(1);
	ShowList(1, 'A');
	ShowList(1, 'A', std::string("sort"));
	return 0;
}

STL容器中的empalce相关接口函数 ：

在这里插入图片描述

首先我们看到的emplace系列的接口，支持模板的可变参数，并且万能引用。那么相对insert和emplace系列接口的优势到底在哪里呢？

1. 构造对象的方式：

insert系列函数通常需要使用对象的拷贝构造函数或移动构造函数，因为它们接受已经构造的对象，并将它们添加到容器中。这意味着你需要预先创建对象，然后使用insert来将其添加到容器中。
emplace系列函数允许你直接在容器内部构造对象，而不需要使用拷贝构造函数或移动构造函数。你可以向emplace函数传递构造对象所需的参数，它会在容器内部构造对象，这通常更高效。

2. 性能：

由于emplace系列函数直接在容器内部构造对象，而不需要额外的拷贝或移动操作，因此通常比insert系列函数更高效。
在大型容器中，特别是在频繁插入大量对象时，emplace系列函数可以显著提高性能，因为它避免了不必要的对象复制或移动操作。

3. 避免临时对象：

使用insert系列函数时，通常需要创建临时对象，然后将它们添加到容器中，这会增加内存和运行时开销。
使用emplace系列函数，你可以直接将参数传递给容器，避免了不必要的临时对象的创建和销毁。

综上所述，emplace系列函数的主要优势在于它们支持直接在容器内部构造对象，避免了拷贝或移动操作，从而提高了性能并减少了开销。它们特别适用于需要频繁插入元素的情况，例如在大型容器中添加多个对象。但是，使用insert系列函数仍然有其用途，特别是当你已经拥有要添加的对象或需要插入多个对象的情况下。因此，你可以根据具体的需求来选择使用哪种函数。

lambda表达式

1. 举个仿函数例子

在C++98中，如果想要对一个数据集合中的元素进行排序，可以使用std::sort方法

#include <algorithm>
#include <functional>
int main()
{
    
    
	int array[] = {
    
     4,1,8,5,3,7,0,9,2,6 };
	// 默认按照小于比较，排出来结果是升序
	std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	// 如果需要降序，需要改变元素的比较规则
	std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]), greater<int>());
	return 0;
}

如果待排序元素为自定义类型，需要用户定义排序时的比较规则

struct Goods
{
    
    
	string _name; // 名字
	double _price; // 价格
	int _evaluate; // 评价
	Goods(const char* str, double price, int evaluate)
		:_name(str)
		, _price(price)
		, _evaluate(evaluate)
	{
    
    }
};
struct ComparePriceLess
{
    
    
	bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
	{
    
    
		return gl._price < gr._price;
	}
};
struct ComparePriceGreater
{
    
    
	bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
	{
    
    
		return gl._price > gr._price;
	}
};
int main()
{
    
    
	vector<Goods> v = {
    
     {
    
     "苹果", 2.1, 5 }, {
    
     "香蕉", 3, 4 }, {
    
     "橙子", 2.2,
	3 }, {
    
     "菠萝", 1.5, 4 } };
	sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());
	sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());
}

随着C++语法的发展，人们开始觉得上面的写法太复杂了，每次为了实现一个algorithm算法，都要重新去写一个类，如果每次比较的逻辑不一样，还要去实现多个类，特别是相同类的命名，这些都给编程者带来了极大的不便。因此，在C++11语法中出现了Lambda表达式

2. lambda表达式对仿函数的改造例子

int main()
{
    
    
	vector<Goods> v = {
    
     {
    
     "苹果", 2.1, 5 }, {
    
     "香蕉", 3, 4 }, {
    
     "橙子", 2.2,
	3 }, {
    
     "菠萝", 1.5, 4 } };
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
    
    
		return g1._price < g2._price; });
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
    
    
		return g1._price > g2._price; });
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
    
    
		return g1._evaluate < g2._evaluate; });
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
    
    
		return g1._evaluate > g2._evaluate; });
}

上述代码就是使用C++11中的lambda表达式来解决，可以看出lambda表达式实际是一个匿名函数

3. lambda表达式语法

lambda表达式书写格式：[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement}

lambda表达式各部分说明

[capture-list] : 捕捉列表，该列表总是出现在lambda函数的开始位置，编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。

(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致，如果不需要参数传递，则可以连同()一起省略

mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。

->returntype：返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推导。

{statement}：函数体。在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获到的变量。

注意：
在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为空。因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{}; 该lambda函数不能做任何事情

int main()
{
    
    
	// 最简单的lambda表达式, 该lambda表达式没有任何意义
	[] {
    
    };
	// 省略参数列表和返回值类型，返回值类型由编译器推导为int
	int a = 3, b = 4;
	[=] {
    
    return a + 3; };
	// 省略了返回值类型，无返回值类型
	auto fun1 = [&](int c) {
    
    b = a + c; };
	fun1(10)
		cout << a << " " << b << endl;
	// 各部分都很完善的lambda函数
	auto fun2 = [=, &b](int c)->int {
    
    return b += a + c; };
	cout << fun2(10) << endl;
	// 复制捕捉x
	int x = 10;
	auto add_x = [x](int a) mutable {
    
     x *= 2; return a + x; };
	cout << add_x(10) << endl;
	return 0;
}

通过上述例子可以看出，lambda表达式实际上可以理解为无名函数，该函数无法直接调用，如果想要直接调用，可借助auto将其赋值给一个变量

捕获列表说明

捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用

[var]：表示值传递方式捕捉变量var

[=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)

[&var]：表示引用传递捕捉变量var

[&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)

[this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针

注意：

a. 父作用域指包含lambda函数的语句块

b. 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割
比如：[=, &a, &b]：以引用传递的方式捕捉变量a和b，值传递方式捕捉其他所有变量[&，a, this]：值传递方式捕捉变量a和this，引用方式捕捉其他变量

c. 捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误
比如：[=, a]：=已经以值传递方式捕捉了所有变量，捕捉a重复

d. 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空

e. 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量，捕捉任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译报错

f. lambda表达式之间不能相互赋值，即使看起来类型相同

void (*PF)();
int main()
{
    
    
	auto f1 = [] {
    
    cout << "hello world" << endl; };
	auto f2 = [] {
    
    cout << "hello world" << endl; };
	// 允许使用一个lambda表达式拷贝构造一个新的副本
	auto f3(f2);
	f3();
	// 可以将lambda表达式赋值给相同类型的函数指针
	PF = f2;
	PF();
	return 0;
}

4. 函数对象与lambda表达式

函数对象，又称为仿函数，即可以想函数一样使用的对象，就是在类中重载了operator()运算符的类对象

class Rate
{
    
    
public:
	Rate(double rate) : _rate(rate)
	{
    
    }
	double operator()(double money, int year)
	{
    
    
		return money * _rate * year;
	}
private:
	double _rate;
};
int main()
{
    
    
	// 函数对象
	double rate = 0.49;
	Rate r1(rate);
	r1(10000, 2);
	// lambda
	auto r2 = [=](double monty, int year)->double {
    
    return monty * rate * year;};
	r2(10000, 2);
	return 0;
}

从使用方式上来看，函数对象与lambda表达式完全一样
函数对象将rate作为其成员变量，在定义对象时给出初始值即可，lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到
在这里插入图片描述
实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式，完全就是按照函数对象的方式处理的，即：如果定义了一个lambda表达式，编译器会自动生成一个类，在该类中重载了operator()

包装器

1. function包装器

function包装器也叫作适配器。C++中的function本质是一个类模板，也是一个包装器

那么我们为什么需要function呢？

ret = func(x);

template<class F, class T>
T useF(F f, T x)
{
    
    
	static int count = 0;
	cout << "count:" << ++count << endl;
	cout << "count:" << &count << endl;
	return f(x);
}
double f(double i)
{
    
    
	return i / 2;
}
struct Functor
{
    
    
	double operator()(double d)
	{
    
    
		return d / 3;
	}
};
int main()
{
    
    
	// 函数名
	cout << useF(f, 11.11) << endl;
	// 函数对象
	cout << useF(Functor(), 11.11) << endl;
	// lamber表达式
	cout << useF([](double d)->double {
    
     return d / 4; }, 11.11) << endl;
	return 0;
}

上面func可能是什么呢？那么func可能是函数名？函数指针？函数对象(仿函数对象)？也有可能是lambda表达式对象？所以这些都是可调用的类型！如此丰富的类型，可能会导致模板的效率低下

通过上面的程序验证，我们会发现useF函数模板实例化了三份，包装器可以很好的解决上面的问题

//std::function在头文件<functional>
// 类模板原型如下
template <class T> function; // undefined

template <class Ret, class... Args>
class function<Ret(Args...)>;

模板参数说明：

Ret: 被调用函数的返回类型
Args…：被调用函数的形参

使用方法如下：

#include <functional>
int f(int a, int b)
{
    
    
	return a + b;
}
struct Functor
{
    
    
public:
	int operator() (int a, int b)
	{
    
    
		return a + b;
	}
};
class Plus
{
    
    
public:
	static int plusi(int a, int b)
	{
    
    
		return a + b;
	}
	double plusd(double a, double b)
	{
    
    
		return a + b;
	}
};

int main()
{
    
    
	// 函数名(函数指针)
	std::function<int(int, int)> func1 = f;
	cout << func1(1, 2) << endl;
	
    // 函数对象
	std::function<int(int, int)> func2 = Functor();
	cout << func2(1, 2) << endl;
	
    // lambda表达式
	std::function<int(int, int)> func3 = [](const int a, const int b)
		{
    
    return a + b; };
	cout << func3(1, 2) << endl;
	
    // 类的成员函数
	std::function<int(int, int)> func4 = &Plus::plusi;
	cout << func4(1, 2) << endl;
	
    std::function<double(Plus, double, double)> func5 = &Plus::plusd;
	cout << func5(Plus(), 1.1, 2.2) << endl;
	return 0;
}

有了包装器，如何解决模板的效率低下，实例化多份的问题呢？

#include <functional>
template<class F, class T>
T useF(F f, T x)
{
    
    
	static int count = 0;
	cout << "count:" << ++count << endl;
	cout << "count:" << &count << endl;
	return f(x);
}
double f(double i)
{
    
    
	return i / 2;
}
struct Functor
{
    
    
	double operator()(double d)
	{
    
    
		return d / 3;
	}
};
int main()
{
    
    
	// 函数名
	std::function<double(double)> func1 = f;
	cout << useF(func1, 11.11) << endl;
	// 函数对象
	std::function<double(double)> func2 = Functor();
	cout << useF(func2, 11.11) << endl;
	// lambda表达式
	std::function<double(double)> func3 = [](double d)->double {
    
     return d /
		4; };
	cout << useF(func3, 11.11) << endl;
	return 0;
}

举个例子

在这里插入图片描述

上面是此题比较原始的写法，下面使用包装器以后的写法

class Solution {
    
    
public:
	int evalRPN(vector<string>& tokens) {
    
    
		stack<int> st;
		map<string, function<int(int, int)>> opFuncMap =
		{
    
    
		{
    
     "+", [](int i, int j) {
    
    return i + j; } },
		{
    
     "-", [](int i, int j) {
    
    return i - j; } },
		{
    
     "*", [](int i, int j) {
    
    return i * j; } },
		{
    
     "/", [](int i, int j) {
    
    return i / j; } }
		};
		for (auto& str : tokens)
		{
    
    
			if (opFuncMap.find(str) != opFuncMap.end())
			{
    
    
				int right = st.top();
				st.pop();
				int left = st.top();
				st.pop();
				st.push(opFuncMap[str](left, right));
			}
			else
			{
    
    
				st.push(stoi(str));
			}
		}
		return st.top();
	}
};

2. bind

std::bind函数定义在头文件中，是一个函数模板，它就像一个函数包装器(适配器)，接受一个可调用对象（callable object），生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。一般而言，我们用它可以把一个原本接收N个参数的函数fn，通过绑定一些参数，返回一个接收M个（M可以大于N，但这么做没什么意义）参数的新函数。同时，使用std::bind函数还可以实现参数顺序调整等操作。

simple(1)	
template <class Fn, class... Args>  /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);

with return type (2)	
template <class Ret, class Fn, class... Args>  /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);

可以将bind函数看作是一个通用的函数适配器，它接受一个可调用对象，生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。

调用bind的一般形式：auto newCallable = bind(callable,arg_list);

其中，newCallable本身是一个可调用对象，arg_list是一个逗号分隔的参数列表，对应给定的callable的参数。当我们调用newCallable时，newCallable会调用callable,并传给它arg_list中的参数

arg_list中的参数可能包含形如_n的名字，其中n是一个整数，这些参数是“占位符”，表示newCallable的参数，它们占据了传递给newCallable的参数的“位置”。数值n表示生成的可调用对象中参数的位置：_1为newCallable的第一个参数，_2为第二个参数，以此类推

使用举例

#include <functional>
int Plus(int a, int b)
{
    
    
	return a + b;
}
class Sub
{
    
    
public:
	int sub(int a, int b)
	{
    
    
		return a - b;
	}
};
int main()
{
    
    
	//表示绑定函数plus 参数分别由调用 func1 的第一，二个参数指定
	std::function<int(int, int)> func1 = std::bind(Plus, placeholders::_1,placeholders::_2);
	//auto func1 = std::bind(Plus, placeholders::_1, placeholders::_2);
	
	//func2的类型为 function<int(int, int)> 与func1类型一样
	//表示绑定函数 plus 的第一，二为： 1， 2
	auto func2 = std::bind(Plus, 1, 2);
	cout << func1(1, 2) << endl;
	cout << func2() << endl;
	
	Sub s;
	// 绑定成员函数
	std::function<int(int, int)> func3 = std::bind(&Sub::sub, s,placeholders::_1, placeholders::_2);
	
	// 参数调换顺序
	std::function<int(int, int)> func4 = std::bind(&Sub::sub, s,placeholders::_2, placeholders::_1);
	cout << func3(1, 2) << endl;
	cout << func4(1, 2) << endl;
	
	return 0;
}

结语

关于C++11入门的知识就讲到这里吧，有些没有介绍到的知识点，例如智能指针、线程库等后序单独更新哦，持续关注我，感谢你的支持！！！