我們說的 Modern C++，一般指的是 C++11 及以后的標準，從 C++ 11 開始，Modern C++ 引入了大量的實用的特性，主要是兩大方面，學習的時候也可以從這兩大方面學習：

1. 增強或者改善的語法特性；

2. 新增的或者改善的 STL 庫。

我們來看幾個具體的案例：

案例 1：統(tǒng)一的類成員初始化語法與 std::initializer_list：

在 C++98/03 中，假設我們要初始化一個類數(shù)組類型的成員（例如常用的清零操作），我們需要這么寫：

classA
{
public:
A()
{
//初始化arr
arr[0]=0;
arr[1]=0;
arr[2]=0;
arr[3]=0;
}

public:
intarr[4];
};

假設數(shù)組 arr 較長，我們可以使用循環(huán)或者借助 memset 函數(shù)去初始化，代碼如下：

classA
{
public:
A()
{
//使用循環(huán)初始化arr
for(inti=0;iA()
{
//使用memset初始化arr
memset(arr,0,sizeof(arr));
}

public:
intarr[4];
};

但是，我們知道，在 C++98/08 中我們可以直接通過賦值操作來初始化一個數(shù)組的：

intarr[4]={0};

但是對于作為類的成員變量的數(shù)組元素，C++98/03 是不允許我們這么做的。到 C++11 中全部放開并統(tǒng)一了，在 C++11 中我們也可以使用這樣的語法是初始化數(shù)組：

classA
{
public:
//在C++11中可以使用大括號語法初始化數(shù)組類型的成員變量
A():arr{0}
{
}

public:
intarr[4];
};

如果你有興趣，我們可以更進一步：在 C++ 98/03 標準中，對類的成員必須使用 static const 修飾，而且類型必須是整型 （包括 bool、 char、 int、 long 等），這樣才能使用這種初始化語法：

//C++98/03在類定義處初始化成員變量
classA
{
public:
//T的類型必須是整型，且必須使用staticconst修飾
staticconstTt=某個整型值;
};

在 C++11 標準中就沒有這種限制了，我們可以使用花括號（即{}）對任意類型的變 量進行初始化，而且不用是 static 類型：

//C++11在類定義處初始化成員變量
classA
{
public:
//有沒有一種Java初始化類成員變量的即視感^_^
boolma{true};
intmb{2019};
std::stringmc{"helloworld"};
};

當然，在實際開發(fā)中，建議還是將這些成員變量的初始化統(tǒng)一寫到構造函數(shù)的初始化列表中，方便閱讀和維護代碼。

案例 2：注解標簽

C++ 14 引入了[[deprecated]]標簽來表示一個函數(shù)或者類型等已被棄用，在使用這些被棄用的函數(shù)或者類型并編譯時， 編譯器會給出相應的警告， 有的編譯器直接生成編譯錯誤：

[[deprecated]]voidfuncX();

這個標簽在實際開發(fā)中非常有用，尤其在設計一些庫代碼時，如果庫作者希望某個函數(shù)或者類型不想再被用戶使用，則可以使用該標注標記。當然，我們也可以使用如下語法給出編譯時的具體警告或者出錯信息：

[[deprecated("usefunYinstead")]]voidfuncX();

有如下代碼：

#include
[[deprecated("usefuncYinstead")]]voidfuncX()
{
//實現(xiàn)省略
}

intmain()
{
funcX();
return0;
}

若在 main 函數(shù)中調(diào)用被標記為 deprecated 的函數(shù) funcX，則在 gcc/g++7.3 中編譯時會得到如下警告信息：

[root@myaliyuntestmybook]#g++-g-otest_attributestest_attributes.cpp
test_attributes.cpp:Infunction‘intmain()’:
test_attributes.cpp11:warning:‘voidfuncX()’isdeprecated:usefuncYinstead
[-Wdeprecated-declarations]
funcX();
^
test_attributes.cpp42:note:declaredhere
[[deprecated("usefuncYinstead")]]voidfuncX()

Java 開發(fā)者對這個標注應該再熟悉不過了。在 Java 中使用@Deprecated 標注可以達到同樣的效果，這大概是 C++標準委員“拖欠”廣大 C++開發(fā)者太久的一個特性吧。

C++ 17 提供了三個實用注解：[[fallthrough]]、[[nodiscard]]和[[maybe_unused]]，這里 逐一介紹它們的用法。[[fallthrough]]用于 switch-case 語句中，在某個 case 分支執(zhí)行完畢后如果沒有 break 語句，則編譯器可能會給出一條警告。但有時這可能是開發(fā)者有意為之的。為了讓編譯器明確知道開發(fā)者的意圖，可以在需要某個 case 分支被“貫穿”的地方（上一個 case 沒有break 語句）顯式設置 [[fallthrough]] 標記。代碼示例如下：

switch(type)
{
case1:
func1();
//這個位置缺少break語句，且沒有fallthrough標注，
//可能是一個邏輯錯誤，在編譯時編譯器可能會給出警告，以提醒修改

case2:
func2();
//這里也缺少break語句，但是使用了fallthrough標注，
//說明是開發(fā)者有意為之的，編譯器不會給出任何警告
[[fallthrough]];

case3:
func3();
}

注意：在 gcc/g++中， [[fallthrough]] 后面的分號不是必需的，在 Visual Studio 中必須加上分號，否則無法編譯通過。

熟悉 Golang 的讀者，可能對 fallthrough 這一語法特性非常熟悉， Golang 中在 switch-case 后加上 fallthrough，是一個常用的告訴編譯器意圖的語法規(guī)則。代碼示例如下：

//以下是Golang語法
s:="abcd"
switchs[3]{
case'a':
fmt.Println("Theintegerwas<=?4")
fallthrough

case'b':
fmt.Println("Theintegerwas<=?5")
fallthrough

case'c':
fmt.Println("Theintegerwas<=?6")

default:
fmt.Println("defaultcase")
}

[[nodiscard]]一般用于修飾函數(shù)，告訴函數(shù)調(diào)用者必須關注該函數(shù)的返回值（即不能丟棄該函數(shù)的返回值）。如果函數(shù)調(diào)用者未將該函數(shù)的返回值賦值給一個變量，則編譯器會給出一個警告。例如，假設有一個網(wǎng)絡連接函數(shù) connect，我們通過返回值明確說明了連接是否建立成功，則為了防止調(diào)用者在使用時直接將該值丟棄，我們可以將該函數(shù)使用[[nodiscard]]標記：

[[nodiscard]]intconnect(constchar*address,shortport)
{
//實現(xiàn)省略
}

intmain()
{
//忽略了connect函數(shù)的返回值，編譯器會給出一個警告
connect("127.0.0.1",8888);
return0;
}

在 C++ 20 中，對于諸如 operator new()、 std::allocate()等庫函數(shù)均使用了 [[nodiscard]] 進行標記，以強調(diào)必須使用這些函數(shù)的返回值。再來看另外一個標記。在通常情況下，編譯器會對程序代碼中未使用的函數(shù)或變量給出警告，另一些編譯器干脆不允許通過編譯。在 C++ 17 之前，程序員為了消除這些未使用的變量帶來的編譯警告或者錯誤，要么修改編譯器的警告選項設置，要么定義一個類似于 UNREFERENCED_PARAMETER 的宏來顯式調(diào)用這些未使用的變量一次，以消除編譯警告或錯誤：

#defineUNREFERENCED_PARAMETER(x)x

intAPIENTRYwWinMain(HINSTANCEhInstance,HINSTANCEhPrevInstance,LPWSTRlpCmdLine,intnCmdShow)
{
//C++17之前為了消除編譯器對未使用的變量hPrevInstance、lpCmdLine給出的警告，我們可以這么做
UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
//無關代碼省略
}

以上代碼節(jié)選自一個標準 Win32 程序的結(jié)構，其中的函數(shù)參數(shù) hPrevInstance 和 lpCmdLine 一般不會被用到，編譯器會給出警告。為了消除這類警告，這里定義了一個宏 UNREFERENCED_PARAMETER 并進行調(diào)用，造成這兩個參數(shù)被使用的假象。C++17 有了 [[maybe_unused]] 注解之后，我們就再也不需要這類宏來“欺騙”編譯器了。以上代碼使用該注解后可以修改如下：

intAPIENTRYwWinMain(HINSTANCEhInstance,
[[maybe_unused]]HINSTANCEhPrevInstance,
[[maybe_unused]]LPWSTRlpCmdLine,
intnCmdShow)
{
//無關代碼省略
}

案例 3：final、 override 關鍵字和 =default、 =delete 語法

3.1 final 關鍵字

在 C++11 之前，我們沒有特別好的方法阻止一個類被其他類繼承，到了 C++11 有了 final 關鍵字我們就可以做到了。final 關鍵字修飾一個類，這個類將不允許被繼承，這在其他語言（如 Java）中早就實現(xiàn)了。在 C++ 11 中， final 關鍵字要寫在類名的后面，這在其他語言中是寫在 class 關鍵字前面的。示例如下：

classAfinal
{
};

classB:A
{
};

由于類 A 被聲明成 final， B 繼承 A， 所以編譯器會報如下錯誤提示類 A 不能被繼承：

errorC3246:'B':cannotinheritfrom'A'asithasbeendeclaredas'final'

3.2 override 關鍵字

C++98/03 語法規(guī)定，在父類中加了 virtual 關鍵字的方法可以被子類重寫，子類重寫該方法時可以加或不加 virtual 關鍵字，例如下面這樣：

classA
{
protected:
virtualvoidfunc(inta,intb)
{
}
};

classB:A
{
protected:
virtualvoidfunc(inta,intb)
{
}
};

classC:B
{
protected:
voidfunc(inta,intb)
{
}
};

這種寬松的規(guī)定可能會帶來以下兩個問題。

• 當我們閱讀代碼時，無論子類重寫的方法是否添加了 virtual 關鍵字，我們都無法 直觀地確定該方法是否是重寫的父類方法。

• 如果我們在子類中不小心寫錯了需要重寫的方法的函數(shù)簽名（可能是參數(shù)類型、 個數(shù)或返回值類型），這個方法就會變成一個獨立的方法，這可能會違背我們重寫 父類某個方法的初衷，而編譯器在編譯時并不會檢查到這個錯誤。

為了解決以上兩個問題， C++11 引進了 override 關鍵字，其實 override 關鍵字并不是新語法，在 Java 等其他編程語言中早就支持。類方法被 override 關鍵字修飾，表明該方法重寫了父類的同名方法，加了該關鍵字后，編譯器會在編譯階段做相應的檢查，如果其父類不存在相同簽名格式的類方法，編譯器就會給出相應的錯誤提示。情形一，父類不存在，子類標記了 override 的方法：

classA
{
};

classB:A
{
protected:
voidfunc(intk,intd)override
{
}
};

由于在父類 A 中沒有 func 方法，所以編譯器會提示錯誤：

errorC3668:'B::func':methodwithoverridespecifier'override'didnotoverride
anybaseclassmethods

情形二，父類存在，子類標記了 override 的方法，但函數(shù)簽名不一致：

classA
{
protected:
virtualintfunc(intk,intd)
{
return0;
}
};

classB:A
{
protected:
virtualvoidfunc(intk,intd)override
{
}
};

上述代碼編譯器會報同樣的錯誤。正確的代碼如下：

classA
{
protected:
virtualvoidfunc(intk,intd)
{
}
};

classB:A
{
protected:
virtualvoidfunc(intk,intd)override
{
}
};

3.3 default 語法

如果一個 C++類沒有顯式給出構造函數(shù)、析構函數(shù)、拷貝構造函數(shù)、 operator= 這幾類函數(shù)的實現(xiàn)，則在需要它們時，編譯器會自動生成；或者，在給出這些函數(shù)的聲明時，如果沒有給出其實現(xiàn)，則編譯器在鏈接時會報錯。如果使用=default 標記這類函數(shù)，則編譯器會給出默認的實現(xiàn)。來看一個例子：

classA
{
};

intmain()
{
Aa;
return0;
}

這樣的代碼是可以編譯通過的，因為編譯器默認生成 A 的一個無參構造函數(shù)，假設我們現(xiàn)在向 A 提供一個有參構造函數(shù)：

classA
{
public:
A(inti)
{
}
};

intmain()
{
Aa;
return0;
}

這時，編譯器就不會自動生成默認的無參構造函數(shù)了，這段代碼會編譯出錯，提示 A 沒有合適的無參構造函數(shù)：

errorC2512:'A':noappropriatedefaultconstructoravailable

我們這時可以手動為 A 加上無參構造函數(shù)， 也可以使用=default 語法強行讓編譯器自己生成：

classA
{
public:
A()=default;
A(inti)
{
}
};

intmain()
{
Aa;
return0;
}

=default 最大的作用可能是在開發(fā)中簡化了構造函數(shù)中沒有實際初始化代碼的寫法，尤其是聲明和實現(xiàn)分別屬于.h 和.cpp 文件。例如，對于類 A，其頭文件為 a.h，其實現(xiàn)文件為 a.cpp，則正常情況下我們需要在 a.cpp 文件中寫其構造函數(shù)和析構函數(shù)的實現(xiàn)（可能沒有實際的構造和析構邏輯）：

//a.h
classA
{
public:
A();
~A();
};

//a.cpp
#include"a.h"

A::A()
{
}

A::~A()
{
}

可以發(fā)現(xiàn)，即使在 A 的構造函數(shù)和析構函數(shù)中什么邏輯也沒有，我們還是不得不在 a.cpp 中寫上構造函數(shù)和析構函數(shù)的實現(xiàn)。有了=default 關鍵字，我們就可以在 a.h 中直接寫成：

//a.h
classA
{
public:
A()=default;
~A()=default;
};

//a.cpp
#include"a.h"
//在cpp文件中就不用再寫A的構造函數(shù)和析構函數(shù)的實現(xiàn)了

3.4 =delete 語法

既然有強制讓編譯器生成構造函數(shù)、析構函數(shù)、拷貝構造函數(shù)、 operator=的語法，那么也應該有禁止編譯器生成這些函數(shù)的語法，沒錯，就是 =delete。在 C++ 98/03 規(guī)范中， 如果我們想讓一個類不能被拷貝（即不能調(diào)用其拷貝構造函數(shù)），則可以將其拷貝構造函數(shù)和 operator=函數(shù)定義成 private 的：

classA
{
public:
A()=default;
~A()=default;

private:
A(constA&a)
{
}

A&operator=(constA&a)
{
}
};

intmain()
{
Aa1;
Aa2(a1);
Aa3;
a3=a1;
return0;
}

通過以上代碼利用 a1 構造 a2 時，編譯器會提示錯誤：

errorC2248:'A::A':cannotaccessprivatememberdeclaredinclass'A'
errorC2248:'A::operator=':cannotaccessprivatememberdeclaredinclass'A'

我們利用這種方式間接實現(xiàn)了一個類不能被拷貝的功能，這也是繼承自 boost::noncopyable 的類不能被拷貝的實現(xiàn)原理。現(xiàn)在有了=delete語法，我們直接使用該語法禁止編譯器生成這兩個函數(shù)即可：

classA
{
public:
A()=default;
~A()=default;
public:
A(constA&a)=delete;
A&operator=(constA&a)=delete;
};

intmain()
{
Aa1;
//Aa2(a1);
Aa3;
//a3=a1;
return0;
}

一般在一些工具類中， 我們不需要用到構造函數(shù)、 析構函數(shù)、 拷貝構造函數(shù)、 operator= 這 4 個函數(shù)，為了防止編譯器自己生成，同時為了減小生成的可執(zhí)行文件的體積，建議使用=delete 語法禁止編譯器為這 4 個函數(shù)生成默認的實現(xiàn)代碼，例如：

//這是一個字符轉(zhuǎn)碼工具類
classEncodeUtil
{
public:
staticstd::wstringAnsiiToUnicode(conststd::string&strAnsii);
staticstd::stringUnicodeToAnsii(conststd::wstring&strUnicode);
staticstd::stringAnsiiToUtf8(conststd::string&strAnsii);
staticstd::stringUtf8ToAnsii(conststd::string&strUtf8);
staticstd::stringUnicodeToUtf8(conststd::wstring&strUnicode);
staticstd::wstringUtf8ToUnicode(conststd::string&strUtf8);

private:
EncodeUtil()=delete;
~EncodeUtil()=delete;
EncodeUtil(constEncodeUtil&rhs)=delete;
EncodeUtil&operator=(constEncodeUtil&rhs)=delete;
};

案例 4：對多線程的支持

我們來看一個稍微復雜一點的例子。在 C++11 之前，由于 C++98/03 本身缺乏對線程和線程同步原語的支持，我們要寫一個生產(chǎn)者消費者邏輯要這么寫。在 Windows 上：

/**
*RecvMsgTask.h
*/
classCRecvMsgTask:publicCThreadPoolTask
{
public:
CRecvMsgTask(void);
~CRecvMsgTask(void);

public:
virtualintRun();
virtualintStop();
virtualvoidTaskFinish();

BOOLAddMsgData(CBuffer*lpMsgData);

private:
BOOLHandleMsg(CBuffer*lpMsg);

private:
HANDLEm_hEvent;
CRITICAL_SECTIONm_csItem;
HANDLEm_hSemaphore;
std::vectorm_arrItem;
};

/**
*RecvMsgTask.cpp
*/
CRecvMsgTask::CRecvMsgTask(void)
{
::InitializeCriticalSection(&m_csItem);
m_hSemaphore=::CreateSemaphore(NULL,0,0x7FFFFFFF,NULL);
m_hEvent=::CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
}

CRecvMsgTask::~CRecvMsgTask(void)
{
::DeleteCriticalSection(&m_csItem);

if(m_hSemaphore!=NULL)
{
::CloseHandle(m_hSemaphore);
m_hSemaphore=NULL;
}

if(m_hEvent!=NULL)
{
::CloseHandle(m_hEvent);
m_hEvent=NULL;
}
}

intCRecvMsgTask::Run()
{
HANDLEhWaitEvent[2];
DWORDdwIndex;
CBuffer*lpMsg;

hWaitEvent[0]=m_hEvent;
hWaitEvent[1]=m_hSemaphore;

while(1)
{
dwIndex=::WaitForMultipleObjects(2,hWaitEvent,FALSE,INFINITE);

if(dwIndex==WAIT_OBJECT_0)
break;

lpMsg=NULL;

::EnterCriticalSection(&m_csItem);
if(m_arrItem.size()>0)
{
//消費者從隊列m_arrItem中取出任務執(zhí)行
lpMsg=m_arrItem[0];
m_arrItem.erase(m_arrItem.begin()+0);
}
::LeaveCriticalSection(&m_csItem);

if(NULL==lpMsg)
continue;

//處理任務
HandleMsg(lpMsg);

deletelpMsg;
}

return0;
}

intCRecvMsgTask::Stop()
{
m_HttpClient.SetCancalEvent();
::SetEvent(m_hEvent);
return0;
}

voidCRecvMsgTask::TaskFinish()
{
}

//生產(chǎn)者調(diào)用這個方法將Task放入隊列m_arrItem中
BOOLCRecvMsgTask::AddMsgData(CBuffer*lpMsgData)
{
if(NULL==lpMsgData)
returnFALSE;

::EnterCriticalSection(&m_csItem);
m_arrItem.push_back(lpMsgData);
::LeaveCriticalSection(&m_csItem);

::ReleaseSemaphore(m_hSemaphore,1,NULL);

returnTRUE;
}

在 Linux 下：

#include
#include
#include
#include
#include
#include

classTask
{
public:
Task(inttaskID)
{
this->taskID=taskID;
}

voiddoTask()
{
std::cout<"handleatask,taskID:"<",threadID:"<tasks;
pthread_cond_tmycv;

void*consumer_thread(void*param)
{
Task*pTask=NULL;
while(true)
{
pthread_mutex_lock(&mymutex);
while(tasks.empty())
{
//如果獲得了互斥鎖，但是條件不合適的話，pthread_cond_wait會釋放鎖，不往下執(zhí)行。
//當發(fā)生變化后，條件合適，pthread_cond_wait將直接獲得鎖。
pthread_cond_wait(&mycv,&mymutex);
}

pTask=tasks.front();
tasks.pop_front();

pthread_mutex_unlock(&mymutex);

if(pTask==NULL)
continue;

pTask->doTask();
deletepTask;
pTask=NULL;
}

returnNULL;
}

void*producer_thread(void*param)
{
inttaskID=0;
Task*pTask=NULL;

while(true)
{
pTask=newTask(taskID);

pthread_mutex_lock(&mymutex);
tasks.push_back(pTask);
std::cout<"produceatask,taskID:"<",threadID:"<returnNULL;
}

intmain()
{
pthread_mutex_init(&mymutex,NULL);
pthread_cond_init(&mycv,NULL);

//創(chuàng)建5個消費者線程
pthread_tconsumerThreadID[5];
for(inti=0;ifor(inti=0;ireturn0;
}

怎么樣？上述代碼如果對于新手來說，望而卻步。為了實現(xiàn)這樣的功能在 Windows 上你需要掌握線程如何創(chuàng)建、線程同步對象 CriticalSection、Event、Semaphore、WaitForSingleObject/WaitForMultipleObjects 等操作系統(tǒng)對象和 API。

在 Linux 上需要掌握線程創(chuàng)建，你需要了解線程創(chuàng)建、互斥體、條件變量。對于需要支持多個平臺的開發(fā)，需要開發(fā)者同時熟悉上述原理并編寫多套適用不同平臺的代碼。C++11 的線程庫改變了這個現(xiàn)狀，現(xiàn)在你只需要掌握 std::thread、std::mutex、std::condition_variable 少數(shù)幾個線程同步對象即可，同時使用這些對象編寫出來的代碼也可以跨平臺。示例如下：

#include
#include
#include
#include
#include

classTask
{
public:
Task(inttaskID)
{
this->taskID=taskID;
}

voiddoTask()
{
std::cout<"handleatask,taskID:"<",threadID:"<tasks;
std::condition_variablemycv;

void*consumer_thread()
{
Task*pTask=NULL;
while(true)
{
std::unique_lockguard(mymutex);
while(tasks.empty())
{
//如果獲得了互斥鎖，但是條件不合適的話，pthread_cond_wait會釋放鎖，不往下執(zhí)行。
//當發(fā)生變化后，條件合適，pthread_cond_wait將直接獲得鎖。
mycv.wait(guard);
}

pTask=tasks.front();
tasks.pop_front();

if(pTask==NULL)
continue;

pTask->doTask();
deletepTask;
pTask=NULL;
}

returnNULL;
}

void*producer_thread()
{
inttaskID=0;
Task*pTask=NULL;

while(true)
{
pTask=newTask(taskID);

//使用括號減小guard鎖的作用范圍
{
std::lock_guardguard(mymutex);
tasks.push_back(pTask);
std::cout<"produceatask,taskID:"<",threadID:"<returnNULL;
}

intmain()
{
//創(chuàng)建5個消費者線程
std::threadconsumer1(consumer_thread);
std::threadconsumer2(consumer_thread);
std::threadconsumer3(consumer_thread);
std::threadconsumer4(consumer_thread);
std::threadconsumer5(consumer_thread);

//創(chuàng)建一個生產(chǎn)者線程
std::threadproducer(producer_thread);

producer.join();
consumer1.join();
consumer2.join();
consumer3.join();
consumer4.join();
consumer5.join();

return0;
}

感覺如何？代碼既簡潔又統(tǒng)一。這就是 C++11 之后使用 Modern C++ 開發(fā)的效率！C++11 之后的 C++ 更像一門新的語言。當 C++11 的編譯器發(fā)布之后（Visual Studio 2013、g++4.8），我第一時間更新了我的編譯器，同時把我們的項目使用了 C++11 特性進行了改造。當然，例子還有很多，限于文章篇幅，這里就列舉 4 個案例。

當然，Modern C++ 已經(jīng)成為業(yè)界開發(fā)的主流，你應該歡迎它、擁抱它、熟悉它、使用它。