C++11常用特性学习-保证稳定(_func_/long long/static_assert/final/override)

C++11常用特性学习

C++11标准为C++编程语言的第三个官方标准，正式名叫ISO/IEC 14882:2011 - Information technology – Programming languages – C++。 在正式标准发布前，原名C++0x。2014年8月18日，经过C++标准委员投票，C++14标准获得一致通过。目前C++17已经发布指导文件，增加了许多语言特性，进一步完善C++语言支持和特性(作死的道路越走越远，规范的API，统一类库和编译特性都木有啊)；
学习要了解的有：

1. 新的算法和类库；
2. auto和decltype类型推导的关系；
3. 移动语义，以及右值引用是如何解决转发问题；
4. default/delete函数以及override是怎么回事；
5. 异常描述符和noexcept；
6. 原子类型和新的内存模型；
7. C++11并行编程；

主要参考：《深入理解C++11新特性解析与应用》以及随笔分类 - C++11学习和每个C++开发者都应该使用的十个C++11特性、开发者都应该使用的10个C++11特性、C++11新特性等博客。本文只学习C11常用并且在VS，GCC和Clang等编译器都已经较好的支持并且常用和易于理解的部分功能。

编译器的选择

C11准于2011年发布并出版，出版时，主流编译器并不支持C11的所有特性，目前（2015年11月）公司主流项目使用的编译器VS12 (Visual Studio 2012)、g++ 4.7和Clang 3.1对C++的支持力度各部相同；但对常用的auto等常用功能都有了支持，具体支持情况见：C++11各编译器支持情况对比；目前VS13(Visual Studio 2013)、gcc 4.8.1已经支持C11大部分特性。VS15(Visual Studio 2015)支持 C++11/14/17 功能（现代 C++）和GCC 5.2 已经开始支持C17功能。可以选用Vs2013和gcc4.8.1来学习。（后记：MD，VS2013 C11预览版BUG满天飞，VS15版安装包5个G，搞死人啊！！）

C++之父Bjame Stroustrup说C11就像一个新语言，的确，C11核心已经发生了巨大的变化，它现在支持Lambda表达式，对象类型自动推断，统一的初始化语法，委托构造函数，deleted和defaulted函数声明nullptr，以及最重要的右值引用。C11中值得关注的几大变化:

◆ Lambda表达式
◆自动类型推断和decltype
◆统一初始化语法
◆ Deleted和Defaulted函数
◆ nullptr
◆ 委托构造函数
◆ 右值引用

上述特性在文章：C++11它就像一个新语言、掀起C++ 11的神秘面纱提供的连接中有详细的探讨。相对于C++98/03来说，主要是为了增强和优化如下几点：
◆通过内存模型、线程、原子操作等支持本地并行编程（Native Concurrentcy）；
◆通过统一初始化表达式、auto、declytype、移动语义等来统一对泛型编程的支持；
◆通过constexpr、POD（概念）等更好支持系统编程；
◆通过内联命名空间、继承构造函数和右值引用等、以更好的支持库的构建。

注：通过以上辛苦的工作，C11朝着“恐怖编程语言泛型”前进；

保证稳定和兼容的新特性

_func_预定义标识符

func预定义标识符表示函数的名字；

#include <string>#include <iostream>using namespace std;const char* hello() { return __func__; }const char* world() { return __func__; }int main(){    cout << hello() << ", " << world() << endl; // hello, world}

我们定义了两个函数hello和world。利用func预定义标识符，我们返回了函数的名字，并将其打印出来。事实上，按照标准定义，编译器会隐式地在函数的定义之后定义func标识符。
void FuncFail( string func_name = func) {};// 无法通过编译
这是由于在参数声明时，func还未被定义。

long long整型

long long整型有两种：long long和unsigned long long。在C++11中，标准要求long long整型可以在不同平台上有不同的长度，但至少有64位。我们在写常数字面量时，可以使用LL后缀（或是ll）标识一个long long类型的字面量，而ULL（或ull、Ull、uLL）表示一个unsigned long long类型的字面量。比如：
long long int lli = -9000000000000000000LL;
unsigned long long int ulli = -9000000000000000000ULL;
与long long整型相关的一共有3个：LLONG_MIN、LLONG_MAX和ULLONG_MIN，它们分别代表了平台上最小的long long值、最大的long long值，以及最大的unsigned long long值。

#include <climits>#include <cstdio>using namespace std;int main() {    long long ll_min = LLONG_MIN;    long long ll_max = LLONG_MAX;    unsigned long long ull_max = ULLONG_MAX;    printf("min of long long: %lld\n", ll_min); // min of long long: -9223372036854775808    printf("max of long long: %lld\n", ll_max); // max of long long: 9223372036854775807    printf("max of unsigned long long: %llu\n", ull_max);   // max of unsigned long long: 18446744073709551615}

断言：运行时与预处理时

在C++中，程序员也可以定义宏NDEBUG来禁用assert宏。

#include <cassert>using namespace std;// 一个简单的堆内存数组分配函数char * ArrayAlloc(int n) {    assert(n > 0);  // 断言，n必须大于0    return new char [n];}int main (){    char* a = ArrayAlloc(0);} 

这对发布程序来说还是必要的。因为程序用户对程序退出总是敏感的，而且部分的程序错误也未必会导致程序全部功能失效。那么通过定义NDEBUG宏发布程序就可以尽量避免程序退出的状况。而当程序有问题时，通过没有定义宏NDEBUG的版本，程序员则可以比较容易地找到出问题的位置。事实上，assert宏在中的实现方式类似于下列形式：

#ifdef  NDEBUG# define assert(expr)           (static_cast<void> (0))#else...#endif

可以看到，一旦定义了NDBUG宏，assert宏将被展开为一条无意义的C语句（通常会被编译器优化掉）。但是assert是在运行时进行断言，我们希望在有些时候编译的过程中就能发现某些问题，从而方便排错。

断言assert宏只有在程序运行时才能起作用。而#error只在编译器预处理时才能起作用。有的时候，我们希望在编译时能做一些断言。在一些C++的模板的编写中，我们希望对参数进行初步判断，如保证两种类型的长度一致，这样bit_copy才能够保证复制操作不会遇到越界等问题。这种情况下，正确产生断言的时机应该在模板实例化时，即编译时期。事实上，利用语言规则实现静态断言的讨论非常多，比较典型的实现是开源库Boost内置的BOOST_STATIC_ASSERT断言机制（利用sizeof操作符）。
在C++11标准中，引入了static_assert断言来解决这个问题。static_assert使用起来非常简单，它接收两个参数，一个是断言表达式，这个表达式通常需要返回一个bool值；一个则是警告信息，它通常也就是一段字符串。如：

template <typename t, typename u> int bit_copy(t& a, u& b){     static_assert(sizeof(b) == sizeof(a),"the parameters of bit_copy must have same width.");};

这样的错误信息就非常清楚，也非常有利于程序员排错。而由于static_assert是编译时期的断言，其使用范围不像assert一样受到限制。

final/override控制

Java语言使用了final关键字来阻止函数继续重写。final关键字的作用是使派生类不可覆盖它所修饰的虚函数。C11也采用了类似的做法，

struct Object{    virtual void fun() = 0;};struct Base : public Object {    void fun() final;   // 声明为final};struct Derived : public Base {    void fun();     // 无法通过编译};// 编译选项:g++ -c -std=c++11 2-10-2.cpp

在C++11中为了帮助程序员写继承结构复杂的类型，引入了虚函数描述符override，如果派生类在虚函数声明时使用了override描述符，那么该函数必须重载其基类中的同名函数，否则代码将无法通过编译。防止在子类重载时出现参数和拼写错误。