详解C++之C++11的牛逼特性

前言

C++11是C++编程语言的一个重要版本，在这个版本中引入了许多令人兴奋的新特性和改进。这些特性使得C++11成为一种更现代化、更高效的编程语言。在本文中，我们将详细解释C++11中一些牛逼的特性。

智能指针

智能指针是C++11引入的一项重要特性。它们能够帮助开发人员管理动态分配的内存，减少内存泄漏的风险。C++11提供了三种智能指针：unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr。

#include 
void fun()
{
    std::unique_ptr p1(new int(5));
    std::cout << *p1 << std::endl;  // 输出：5

    std::shared_ptr p2 = std::make_shared(10);
    std::cout << *p2 << std::endl;  // 输出：10

    std::weak_ptr p3 = p2;
    std::cout << *p3.lock() << std::endl;  // 输出：10
}

以上代码展示了智能指针的用法。unique_ptr是独占指针，只能由一个所有者拥有，当所有者离开作用域时，内存会被自动释放。shared_ptr是共享指针，可以有多个所有者，并且引入了引用计数，当最后一个所有者离开作用域时，内存会被释放。weak_ptr是一种不增加引用计数的共享指针，它不会影响对象的引用计数，但可以通过lock()方法获取shared_ptr。

移动语义

移动语义是C++11中另一个强大的特性。它通过将资源的所有权从一个对象转移到另一个对象，避免了不必要的对象复制，提高了程序的性能。

class MyString
{
public:
    MyString(const std::string& str)
    {
        mData = new char[str.length() + 1];
        std::copy(str.begin(), str.end(), mData);
        mData[str.length()] = '\0';
    }

    MyString(MyString&& other) noexcept
    {
        mData = other.mData;
        other.mData = nullptr;
    }

    MyString& operator=(MyString&& other) noexcept
    {
        if (this != &other)
        {
            delete[] mData;
            mData = other.mData;
            other.mData = nullptr;
        }
        return *this;
    }

    ~MyString()
    {
        delete[] mData;
    }

private:
    char* mData;
};

以上代码展示了移动语义的用法。通过使用移动构造函数和移动赋值运算符，可以在对象之间高效地转移资源的所有权。在构造和赋值过程中，通过将指针置为空来避免重复释放内存。这样一来，我们就可以避免不必要的内存复制，提高了程序的性能。

并发编程支持

C++11提供了一些强大的特性来支持并发编程，这使得编写多线程代码更加容易和安全。其中最重要的特性是原子类型和线程支持库。

#include 
#include 
#include 

std::atomic gCount(0);

void increment()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
    {
        gCount.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    }
}

int main()
{
    std::thread t1(increment);
    std::thread t2(increment);
  
    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Count: " << gCount << std::endl;  // 输出：2000000
    return 0;
}

以上代码展示了C++11中实现线程安全计数的示例。通过原子类型std::atomic和内存顺序std::memory_order_relaxed，我们可以在多线程中安全地进行计数。原子操作确保了多个线程可以同时访问同一个变量而不会引发竞态条件。

总结

C++11引入的牛逼特性为开发人员提供了更强大、更高效的编程工具。智能指针、移动语义和并发编程支持是C++11中最重要的特性之一。它们不仅提升了代码的可读性和简洁性，还能够提高程序的性能和安全性。

通过学习并灵活运用C++11中的这些特性，开发人员可以写出更加现代化和高效的C++代码。