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【C++11】新的类功能、lambda

ai 2025/5/2 8:04:00

📝前言：

这篇文章我们来讲讲C++11——新的类功能、lambda、包装器

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文章目录

一，新的类功能
- （1）默认构造和默认赋值
- default和delete
- final与override
二，lambda
- lambda基础语法
- 捕捉列表
- lambda 的原理

一，新的类功能

（1）默认构造和默认赋值

在学习类和对象的时候，我们已经了解过了类的6个默认成员函数。
而C++11引入右值引用以后，又多增加了：移动构造函数和移动赋值运算符重载函数这两个默认成员函数。两者类似。

默认移动构造：

生成条件：1，当没有显式实现移动构造；2，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值中任意一个。编译器就会生成默认移动构造
行为：对于内置类型：按字节浅拷贝。对于自定义类型：调用对应类型的成员的移动构造，如果没有实现移动构造，则调用它的拷贝构造

默认的移动赋值重载函数：

生成条件：1，没有显式的实现移动赋值重载函数；2，且没有实现析构函数、拷贝函数，拷贝赋值中的任意一个。编译器就会生成默认的移动赋值重载函数。
行为：对于内置类型：按字节浅拷贝。对于内置类型：调用成员的移动赋值重载，如果没有，就调用它的拷贝赋值重载

移动构造/赋值和拷贝构造/赋值的关系：
如果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。即：移动和拷贝两者的默认生成前提都是另一个没有实现。

示例1：
没有移动构造和移动赋值，但是有拷贝构造和拷贝赋值的时候（不会生成默认的）：

int main()
{tr::string s1 = "hello world";tr::string s3 = tr::string("tr");s1 = tr::string("fighting");return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

第一个：构造是s1的
第二个：本来应该是：构造 + 移动构造（但是没有移动构造，且没有默认生成），变成了构造 + 拷贝构造，然后被优化成一个构造
第三、四个：构造 + 移动赋值变成构造 + 拷贝赋值

示例2：
没有析构、拷贝构造、拷贝赋值时，使用生成的默认的：

int main()
{tr::string s1 = "hello world";tr::string s3 = tr::string("tr");s1 = move(s1);return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

这里打印不出来啊，因为调的是系统默认生成的。但是我们可以看变量信息：
在这里插入图片描述
因为tr::string的成员函数都是内置类型，所以在移动赋值的时候都用了浅拷贝。

如果自己实现了移动构造和移动赋值：
在这里插入图片描述
可见确实和上面的默认的效果一样。（前面构造是：编译器把构造 + 移动构造优化了）

default和delete

default ：用于显式地要求编译器生成默认版本的特殊成员函数（即使自己已经实现了）
delete：禁用成员函数，或要求编译器自动生成特定的默认成员函数
（注意这个delete可不是和new对应那个）

示例：

string(const string& s) = delete; // 要求不自动生成拷贝构造
void reserve(size_t n) = delete; // 禁止使用reserve成员函数
string(string&& s) = default; // 要求编译器生成默认的移动构造

注意：delete的函数，就代表禁用，函数不能再实现，不然是重定义，default也是。
即：一个函数（不构成重载）不能既被delete / default，又被实现

final与override

final：

用于类：表示类是最终类，不能被继承
用于虚函数：表示函数是最终函数，不能被重写

示例：

class Base final { // 用于类写法// 类的成员
};class Base{virtual void func() final { // 用于函数写法// 函数实现}
};

override：帮助用户检查虚函数是否真正重写（书写正确不会报错，书写错误会报错）

示例：

class Shape {
public:virtual void draw() {std::cout << "Drawing a generic shape." << std::endl;}
};// 重写正确（如：基类中确实有这个虚函数，函数名没问题...）
class Circle final : public Shape {
public:void draw() override {std::cout << "Drawing a circle." << std::endl;}
};

二，lambda

lambda基础语法

这里我只记录C++中lambda的语法，以及一些细节知识点。不对lambda的意义做过多讲解。

lambda表达式的本质是一个⼀个匿名函数对象
lambda语法层面而言没有类型，如果要接收可以用auto对象（当然也可以不接收）

lambda表达式基本语法：

[捕抓列表] (参数列表) -> 返回类型 {函数体}

当参数列表 / 返回类型为空时，这两部分可以省略，()和->也可以省。返回类型不为空可以省略，编译器自动推导
函数体 / 捕捉列表就算为空：[ ]和{ }也不能省

基本示例：

auto lambda1 = [](int x, int y)->int {return x + y; };
int main()
{cout << lambda1(1, 1) << endl; // 输出 2 return 0;
}

捕捉列表

下面详细讲讲捕捉列表
lambda表达式默认只能使用，lambda函数体和参数中的变量，如果想使用外层作用域的变量就需要捕捉

捕捉有三种方法：

显式捕捉：值捕捉和引用捕捉：[x，y， &z]值捕捉了x和y，引用捕捉了z。【值捕捉的值不能修改，相当于const修饰，引用捕捉的值可以修改，且会改外面的（因为是别名）】
隐式自动捕捉：=表示隐式值捕捉，&表示隐式引用捕捉。我们在lambda中用了什么变量，编译器会自动帮我们去捕捉。但不能[=, &]
混合捕捉：即上面的两种方法可以混合，但是第一个参数必须为隐式捕捉，如：[=, &x, &y]

其他细节：

lambda 表达式如果在函数局部域中，它可以捕捉 lambda 位置之前定义的变量，但不能捕捉静态局部变量和全局变量（静态局部变量和全局变量也不需要捕捉，可以直接用）。这也意味着 lambda 表达式如果定义在全局位置，捕捉列表必须为空。
在参数列表后面加mutable可以取消其值捕捉参数的常性，这样我们就可以修改它，但是这时候的修改不会改到外部的实参。

使用示例：

int x = 0;
// 捕捉列表必须为空，因为全局变量不用捕捉就可以用，没有可被捕捉的变量
auto func1 = []() {x++; };int main()
{// 只能用当前lambda局部域和捕捉的对象和全局对象int a = 0, b = 1, c = 2, d = 3;auto func1 = [a, &b]{//a++; 值捕捉的变量不能修改（有常性b++; // 引用捕捉的变量可以修改int ret = a + b;return ret;};cout << func1() << endl;// 隐式值捕捉// 用了哪些变量就捕捉哪些变量auto func2 = [=]{int ret = a + b + c;return ret;};cout << func2() << endl;// 混合捕捉1auto func4 = [&, a, b]{c++;d++;return a + b + c + d;};cout << func4() << endl;cout << a << " " << b << " " << c << " " << d << endl;// 局部的静态和全局变量不能捕捉，也不需要捕捉static int m = 0;auto func5 = []{int ret = x + m;return ret;};cout << func5() << endl;// 传值捕捉本质是⼀种拷贝,并且被const修饰了// mutable相当于去掉const属性，可以修改了// 但是修改了不会影响外⾯被捕捉的值，因为是⼀种拷贝auto func6 = [=]()mutable{a++;b++;c++;d++;return a + b + c + d;};cout << func6() << endl;cout << a << " " << b << " " << c << " " << d << endl;return 0;
}