C++标准

标准描述

C++ 语言也经历了多个版本的标准化，每个版本都带来了不同的特性、改进和增强。以下是 C++ 主要的标准版本及其特点：

1. C++98 (ISO/IEC 14882:1998)

标准化背景：

• C++98是C++的第一个国际标准，由ISO于1998年发布，基于1990年代初期的C++语言。

主要特性：

• 面向对象的编程：C++98进一步完善了面向对象的特性，包括继承、封装、多态等。
• 模板编程：C++98对模板提供了支持，允许使用模板来定义通用数据结构和算法。
• STL（标准模板库）：C++98标准化了STL（包括vector, map, set, algorithm等容器和算法）。
• 异常处理：C++98引入了异常处理机制，包括try, catch, throw语法。
• 名字空间：引入了namespace以避免命名冲突，促进代码模块化。

影响：

• C++98确立了C++语言的核心特性，是C++编程语言的第一步正式标准，确保了语言的统一性和可移植性。

2. C++03 (ISO/IEC 14882:2003)

标准化背景：

• C++03是C++98的一个小修订版本，发布于2003年。它主要是修复了C++98中的一些缺陷和不一致之处，并没有引入大的新特性。

主要特性：

• 修复C++98中的问题：包括模板的某些语法不一致问题、内存管理上的一些问题等。
• 无新特性：与C++98相比，C++03并没有新增显著的特性或功能。

影响：

• C++03的发布目的是为了清理语言中的一些不一致之处，提供更稳定的基础，并为后来的标准化工作打下基础。

3. C++11 (ISO/IEC 14882:2011)

标准化背景：

• C++11是C++语言的一个重要版本，发布于2011年，是C++语言的一次大更新。它引入了许多新的语言特性，显著提高了语言的功能性和现代化水平。

主要特性：

• 自动类型推断 (auto)：引入auto关键字，允许编译器根据初始化值推断变量类型，简化代码。
• 智能指针：引入了std::unique_ptr和std::shared_ptr，提供了更安全的内存管理方式。
• 右值引用和移动语义：通过右值引用（&&）和std::move，支持移动语义，避免不必要的复制，提高性能。
• Lambda 表达式：C++11引入了Lambda表达式，简化了匿名函数和回调的使用。
• 线程和并发编程：引入了``, std::mutex, std::atomic等库支持多线程编程。
• 初始化列表：通过初始化列表（{}）可以统一初始化数组、容器以及类成员。
• 范围基 for 循环：新增for循环语法，简化容器遍历。
• constexpr：引入constexpr关键字，允许在编译时求值。
• 类型别名 (using)：替代了typedef，提供了更简洁的类型别名声明。

影响：

• C++11极大地改善了C++语言的可用性和性能，是C++语言的一次现代化飞跃。它引入了现代C++的核心特性，提升了开发效率和程序性能。

4. C++14 (ISO/IEC 14882:2014)

标准化背景：

• C++14是C++11的一个小版本修订，发布于2014年。它在C++11的基础上进行了一些修复和细化，并且增加了一些小的特性。

主要特性：

• Lambda表达式改进：C++14加强了Lambda表达式的能力，支持默认返回类型和捕获外部变量按值的改进。
• std::make_unique：引入了std::make_unique，简化了unique_ptr的创建。
• constexpr改进：constexpr支持更多的表达式，增强了编译时计算的能力。
• 二进制字面值：引入了0b或0B前缀，支持二进制字面值。
• 类型推断改进：auto关键字的使用得到了更多的扩展。

影响：

• C++14进一步加强了C++11中的特性，修复了C++11的一些问题，增强了代码的表达能力。

5. C++17 (ISO/IEC 14882:2017)

标准化背景：

• C++17对C++14进行了进一步的优化和补充，加入了一些新特性，并进一步提高了语言的表达力和效率。

主要特性：

• if constexpr：引入了if constexpr语句，用于条件编译，优化模板编程。
• 结构化绑定声明：支持通过auto [x, y] = some_tuple;的语法直接解构元组或数组。
• std::optional：提供了std::optional类型，表示值可能为空的对象，简化了空指针的使用。
• 文件系统库：引入了``库，提供文件系统操作接口。
• 并行算法：支持对标准库算法进行并行执行，提高了性能。
• std::string_view：提供了std::string_view，避免了字符串操作时的内存复制。
• std::any和std::variant：新增类型std::any（存储任意类型的值）和std::variant（存储固定类型的值）。

影响：

• C++17进一步提升了C++语言的功能，增强了模板编程、并发编程和内存管理方面的能力，同时简化了许多常见操作。

6. C++20 (ISO/IEC 14882:2020)

标准化背景：

• C++20是C++语言的一次重大更新，引入了大量的新特性和改进，是C++历史上最为重要的一次标准化。

主要特性：

• 概念（Concepts）：引入了概念，允许在模板中限制类型的要求，使得模板更易于理解和使用。
• 范围库（Ranges）：提供了ranges库，使得C++的范围操作更简洁，类似于Python等语言中的迭代器模式。
• 协程（Coroutines）：引入协程，允许编写异步代码，像写同步代码一样简洁。
• 三向比较（Spaceship Operator）：引入了三向比较（<=>），用于简化比较操作符的定义。
• std::format：提供了std::format函数，提供格式化字符串的功能，类似于Python的f-string。
• 模块（Modules）：引入了模块机制，目标是减少头文件的重复处理和加速编译。
• constexpr改进：constexpr支持更多的功能，包括动态分配内存。

影响：

• C++20为C++语言带来了现代化的编程范式，尤其在模板编程、并发编程、格式化和协程等方面的改进，使得C++语言更易于编写高效且易读的代码。

7. C++23 (ISO/IEC 14882:2023)

标准化背景：

• C++23是C++20之后的最新标准，仍在持续更新中，预计带来更多的改进和特性。

主要特性（预计）：

• 语言和库的进一步优化：例如改进并发库、扩展C++标准库中的某些功能、进一步增强的类型推导等。
• 改进模板特性：C++23有望改进模板元编程，减少编译时间并简化模板代码。

影响：

• C++23将继续推动C++向更加现代化的方向发展。