1.1 现代C++概述与环境搭建

什么是现代C++？

现代C++指的是C++11及以后的C++标准。相比传统C++，现代C++引入了许多革命性的特性：

• 自动类型推导 (auto)
• 智能指针 (unique_ptr, shared_ptr)
• 移动语义 (move semantics)
• Lambda表达式
• 统一初始化
• 并发支持 (std::thread)

环境搭建

确保您的编译器支持C++17或更高版本：

# 检查GCC版本
g++ --version

# 检查Clang版本
clang++ --version

# 编译C++17代码示例
g++ -std=c++17 -Wall -Wextra -O2 main.cpp -o main

1.2 auto关键字与类型推导

基本用法

auto关键字让编译器自动推导变量类型，使代码更简洁、更安全。

传统方式 vs 现代方式：

// 传统方式 - 冗长且容易出错
std::vector<std::string>::iterator it = vec.begin();
std::map<std::string, int>::const_iterator map_it = mymap.cbegin();

// 现代方式 - 简洁明了
auto it = vec.begin();
auto map_it = mymap.cbegin();

auto的最佳实践

1. 用于复杂类型
2. 用于模板编程
3. 避免类型转换错误

// 避免意外的类型转换
auto size = vec.size();  // size_t类型，而不是int
auto value = getValue(); // 获得正确的返回类型

1.3 统一初始化语法

大括号初始化

C++11引入了统一的初始化语法，使用大括号{}：

// 基本类型
int x{42};
double pi{3.14159};

// 容器初始化
std::vector<int> numbers{1, 2, 3, 4, 5};
std::map<std::string, int> ages{
    {"Alice", 25},
    {"Bob", 30},
    {"Charlie", 35}
};

// 类对象初始化
class Point {
public:
    Point(int x, int y) : x_(x), y_(y) {}
private:
    int x_, y_;
};

Point p{10, 20};  // 统一初始化

优势

1. 防止窄化转换
2. 统一语法
3. 避免"最令人困惑的解析"

1.4 nullptr与类型安全

告别NULL

nullptr是类型安全的空指针常量，替代传统的NULL或0：

// 传统方式 - 类型不安全
void func(int);
void func(char*);

func(NULL);  // 歧义！可能调用func(int)

// 现代方式 - 类型安全
func(nullptr);  // 明确调用func(char*)

最佳实践

// 总是使用nullptr
int* ptr = nullptr;
if (ptr != nullptr) {
    // 安全的指针检查
}

// 与智能指针配合
std::unique_ptr<int> smart_ptr = nullptr;

1.5 范围for循环

简化容器遍历

范围for循环（range-based for loop）大大简化了容器遍历：

std::vector<std::string> names{"Alice", "Bob", "Charlie"};

// 传统方式
for (std::vector<std::string>::iterator it = names.begin(); 
     it != names.end(); ++it) {
    std::cout << *it << std::endl;
}

// 现代方式 - 只读遍历
for (const auto& name : names) {
    std::cout << name << std::endl;
}

// 现代方式 - 修改元素
for (auto& name : names) {
    name += " Smith";
}

适用场景

• 容器遍历
• 数组遍历
• 字符串遍历
• 自定义类型（实现begin/end）

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本章小结

现代C++的基础特性让代码更加：

• 简洁：auto减少冗余类型声明
• 安全：nullptr避免类型错误，统一初始化防止窄化
• 易读：范围for循环表达意图更清晰

下一章我们将学习现代C++最重要的特性之一：智能指针与RAII内存管理。