C++發展

?編輯C++ 的發展總結：?編輯

1.?C++ 的早期發展（1979-1985）

2.?C++ 標準化過程（1985-1998）

3.?C++ 標準演化（2003-2011）

4.?C++11（2011年）

5.?C++14（2014年）

6.?C++17（2017年）

7.?C++20（2020年）

8.?C++23（2023年）

1.?C++ 1985: C++ 1.0

主要特性：

示例代碼：

代碼講解：

C++ 1.0 的局限性：

總結：

2.?C++ 1989: C++ 2.0

主要特性：

多重繼承與虛繼承

示例代碼：

代碼講解：

運行輸出：

解釋：

C++ 2.0 的局限性：

總結：

3.?C++ 1990: C++ 3.0

主要特性：

模板的引入

示例代碼：模板示例

代碼講解：

運行輸出：

代碼解釋：

模板的優勢：

C++ 3.0 的局限性：

總結：

4.?C++ 1998: C++98

主要特性：

示例代碼：C++98 的常見特性

代碼講解：

運行輸出：

代碼解釋：

C++98 的局限性：

總結：

5.?C++ 2003: C++03

主要特性和變化：

C++03 與 C++98 的區別：

示例代碼：C++98 和 C++03 的差異

示例代碼：模板特化修復和?SFINAE?改進

代碼解釋：

運行輸出：

C++03 與 C++98 的局限性：

總結：

6.?C++ 2011: C++11

主要新特性：

示例代碼：C++11 特性

代碼解釋：

運行輸出：

C++11 的優勢：

C++11 的局限性：

總結：

7.?C++ 2014: C++14

主要新特性：

示例代碼：C++14 新特性

代碼解釋：

運行輸出：

C++14 的優勢：

C++14 的局限性：

總結：

8.?C++ 2017: C++17

1.?結構化綁定聲明 (Structured Bindings)

示例：

2.?if/else語句中的初始化語句 (If/else with initialization)

示例：

3.?std::optional

示例：

4.?std::string_view

示例：

5.?std::filesystem

示例：

6.?并行算法 (Parallel Algorithms)

示例：

7.?內聯變量 (Inline Variables)

示例：

8.?改進的constexpr

示例：

總結

9.?C++ 2020: C++20

1.?概念 (Concepts)

示例：

2.?范圍 (Ranges)

示例：

3.?協程 (Coroutines)

示例：

4.?三向比較 (Spaceship Operator?<=>)

示例：

5.?模塊 (Modules)

示例：

6.?范圍循環 (Range-based for loop with initializer)

示例：

7.?std::span

示例：

8.?consteval?和?constinit

示例：

總結

10.?C++ 2023: C++23

1.?改進的常量表達式（constexpr）

示例：

2.?std::expected

示例：

3.?范圍（Ranges）庫增強

示例：

4.?std::format?改進

示例：

5.?explicit?改進

示例：

6.?std::span?支持的改進

示例：

7.?新的屬性（[[likely]]?和?[[unlikely]]）

示例：

總結

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C++ 的發展總結：

C++ 是由?Bjarne Stroustrup?于 1979 年在貝爾實驗室（Bell Labs）開始開發的，最初是作為 C 語言的一個擴展，目的是在不喪失 C 語言高效性的基礎上，提供面向對象編程的特性。C++ 的發展歷程可以分為以下幾個重要階段：

C++ 的早期發展	1979-1985
C++ 標準化過程	1985-1998
C++ 標準演化	2003-2011
C++11	2011年
C++14	2014年
C++17	2017年
C++20	2020年
C++23	2023年

1.?C++ 的早期發展（1979-1985）

1979年：C++ 的前身?"C with Classes"?出現。Bjarne Stroustrup 在貝爾實驗室的工作中，設計了一個擴展 C 語言的工具，該工具為 C 語言增加了類（class）、構造函數和析構函數等面向對象特性。它的設計目標是提高程序的可重用性，并通過封裝數據和方法的方式增強程序結構。
1983年：C with Classes 更名為 **C++**，并發布了第一版 C++ 語言，開始引入類、繼承、多態等面向對象的特性，雖然這些特性并不完善，但已經為后來的發展奠定了基礎。
1985年：C++ 語言的第一個標準版本發布。Stroustrup 為此編寫了《C++ Programming Language》一書，詳細介紹了 C++ 的語法、特性和編程模型。

2.?C++ 標準化過程（1985-1998）

1989年：C++ 的第一個國際標準草案發布，作為一種較為成熟的語言，逐漸被越來越多的開發者使用。
1990年：C++ 被納入國際標準化組織（ISO）的標準化過程。這個過程中，C++ 逐步加入了更多的語言特性，如模板、異常處理、名字空間等。
1998年：C++98 標準發布，這是 C++ 語言的第一個正式標準版本。C++98 通過增加模板支持、標準庫（如 STL）和異常處理機制，使得 C++ 語言更加全面和功能強大，成為當時最主流的編程語言之一。

3.?C++ 標準演化（2003-2011）

2003年：C++03 標準發布，主要是對 C++98 標準的修正和小幅改進，修復了一些語言特性中的小錯誤，并未引入重大的新特性。
2007年：ISO 發布了 C++0x 標準草案，該標準最終演變為 C++11。在 C++0x 的過程中，許多新的特性開始得到提出和采納，如?自動類型推導、右值引用、lambda 表達式、并發編程?等。C++11 的標準化過程歷時多年，經歷了大量的討論和修改。

4.?C++11（2011年）

2011年：C++11 正式發布，它是 C++ 語言的一個重大變革，包含了大量的新特性，標志著 C++ 語言進入了一個全新的時代。C++11 的主要特性包括：
- 自動類型推導（auto）；
- 右值引用和移動語義（&&、std::move）；
- Lambda 表達式；
- 線程支持（std::thread）；
- 智能指針（std::unique_ptr、std::shared_ptr）；
- 類型推導（decltype）等。
C++11 的引入極大提升了 C++ 語言的表達力和現代化程度，使得 C++ 編程更具靈活性和高效性。

5.?C++14（2014年）

2014年：C++14 發布，相較于 C++11，C++14 更像是一個小規模的優化和修復版本。C++14 主要增強了 C++11 中的特性，如 Lambda 表達式的泛型支持、std::make_unique?的引入、decltype(auto)?的改進等。此外，還修復了一些編譯器和實現中的問題。
C++14 讓 C++11 中的很多新特性變得更加穩定，增加了可編程性和工具支持。

6.?C++17（2017年）

2017年：C++17 發布，這個版本包含了一些有意義的語言特性和標準庫增強。主要特性包括：
- **std::optional**：用于表示可能為空的值；
- 結構化綁定聲明（auto [a, b] = tuple;）；
- if?和?switch?中的初始化語句；
- **std::filesystem**：用于處理文件和目錄的標準庫；
- **改進的?std::string?和?std::array**；
- 并行算法（std::for_each?等支持并行執行）。
C++17 不僅增強了語言本身的功能，還進一步加強了對現代硬件和多核處理器的支持，增強了性能和并行計算能力。

7.?C++20（2020年）

2020年：C++20 發布，是 C++ 語言歷史上一個非常重要的版本，帶來了許多令人興奮的新特性：
- 模塊（Modules）：改善頭文件管理，減少編譯時間；
- 三方比較操作符（<=>）: 用于自動生成比較操作符（比如?==,?!=,?<,?<=,?>,?>=）；
- 協程（Coroutines）：使得異步編程更加簡潔；
- 概念（Concepts）：提供更強的類型約束機制，使模板編程更加安全；
- 范圍 for 循環改進：更簡潔的語法和強大的靈活性；
- **std::span**：處理數組和內存塊的輕量級對象；
- 改進的標準庫：包括?std::format、std::ranges、std::calendar?等。
C++20 為 C++ 帶來了大量的現代化特性，并進一步提升了語言的表達能力、性能和并發編程的支持。

8.?C++23（2023年）

2023年：C++23 發布，雖然其變化相較于 C++20 比較平穩，但仍然包含了一些重要的改進和修復：
- 新的標準庫功能：例如，std::expected、std::generator?和?std::ranges?的進一步改進；
- 語言增強：對模板和類型推導的改進，增強了語言的靈活性和可讀性；
- 性能優化：進一步增強編譯器對并行、異步和內存管理的支持。
C++23 標志著 C++ 語言持續向現代化發展，并且對性能和并發編程的支持進一步加強。

從面向過程到面向對象：最初的 C++ 語言只是在 C 語言的基礎上增加了類和面向對象的特性，經過多年發展，C++ 在保留 C 語言高效性的同時，也吸收了面向對象、泛型編程和函數式編程的優勢，成為了一門多范式的語言。
標準化過程：從 C++98 到 C++11，再到 C++14、C++17 和 C++20，C++ 逐漸成為一種具有廣泛應用的編程語言，每個版本都帶來了一些新的特性和增強，逐步適應現代軟件開發的需求。
現代化與性能：C++ 在引入面向對象特性后，也逐步加入了并行計算、內存管理、泛型編程、協程等現代編程特性，使得它在高性能計算、系統開發、游戲開發和金融等領域仍然占有一席之地。

C++ 的發展歷程體現了它強大的靈活性和持久生命力，C++ 不斷演進，始終保持著與時俱進的能力，成為全球使用最廣泛的編程語言之一。

C++ 的發展歷程可以分為多個版本階段，每個版本都帶來了新的語言特性、庫的改進和標準的增強。下面是 C++ 各個版本的主要變化和特性介紹：

1.?C++ 1985: C++ 1.0

最初版本：由貝爾實驗室的?Bjarne Stroustrup?在 1980 年代初期開發。
主要特點：
- 在 C 語言的基礎上加入了面向對象編程（OOP）特性。
- 支持類、繼承、多態、封裝等面向對象的基本特性。
- 引入了函數和運算符重載。

C++ 1.0?是由?Bjarne Stroustrup?在貝爾實驗室開發的第一版 C++ 編程語言。它是在 C 語言的基礎上加入了面向對象編程（OOP）的特性，因此也被稱為是“C with Classes”（C 帶類）。C++ 1.0 并不是一個標準化的語言版本，而是一個實驗性語言，它為后來的 C++ 標準奠定了基礎。

主要特性：

類與對象：C++ 1.0 引入了面向對象編程的核心概念，最初的類和對象支持比較簡單。
- 類是 C++ 中的基本構造，用于封裝數據和功能。
- 對象是類的實例，表示實際的數據和行為。
函數和運算符重載：C++ 1.0 支持函數重載和運算符重載，使得程序員可以根據需要定義不同版本的函數或操作符。
基本繼承：C++ 1.0 支持從一個類繼承另一個類，使得可以構建更為復雜的類結構。
無標準庫：當時的 C++ 語言沒有像現代 C++ 那樣的標準庫。數據結構和算法通常依賴開發者自己編寫。

示例代碼：

C++ 1.0 版本的代碼相對簡單。以下是一個典型的 C++ 1.0 示例，演示了類的定義、對象創建、繼承以及運算符重載。

#include <iostream>
using namespace std;// 定義一個類
class Box {
private:double length;   // 長度double breadth;  // 寬度double height;   // 高度public:// 構造函數Box(double l, double b, double h) {length = l;breadth = b;height = h;}// 計算體積的方法double volume() {return length * breadth * height;}// 運算符重載Box operator+(const Box& b) {// 返回一個新的 Box 對象，體積相加return Box(length + b.length, breadth + b.breadth, height + b.height);}
};// 主函數
int main() {// 創建對象Box box1(3.5, 1.2, 2.0);Box box2(1.0, 2.0, 3.0);// 計算并輸出 box1 的體積cout << "Box1 Volume: " << box1.volume() << endl;// 運算符重載使用示例Box box3 = box1 + box2;cout << "Box3 Volume (box1 + box2): " << box3.volume() << endl;return 0;
}

代碼講解：

**類?Box**：定義了一個包含?length、breadth?和?height?的類，用于表示一個盒子，并且提供了一個計算體積的方法?volume()。
構造函數：用于初始化?Box?對象，設置它的長度、寬度和高度。
運算符重載：使用?operator+?重載運算符?+，使得兩個?Box?對象相加時，返回一個新的?Box?對象，長度、寬度和高度分別相加。
在?main()?中創建對象：通過構造函數創建了?box1?和?box2，并計算它們的體積。在計算?box3?的體積時，使用了重載的加法運算符。

C++ 1.0 的局限性：

缺少模板：當時的 C++ 并不支持模板（泛型編程），模板編程是后來在 C++ 1990 和 1998 標準中引入的。
沒有標準庫：沒有現代 C++ 的 STL（標準模板庫），因此沒有常用的容器、算法等功能。
繼承的支持較為基礎：C++ 1.0 支持繼承，但還沒有引入多態、虛函數等更高級的特性。

總結：

C++ 1.0 是 C++ 語言的初步版本，它為面向對象編程提供了基礎設施，并通過類、對象、繼承、重載等功能擴展了 C 語言的功能。雖然當時的 C++ 功能較為簡單，但它為后續版本的語言特性打下了基礎，并引領了 C++ 向更強大的方向發展。

2.?C++ 1989: C++ 2.0

增強功能：
多重繼承：支持多個基類的繼承。
虛繼承：解決多重繼承中的“菱形繼承”問題，確保繼承層次中的基類只有一份副本。
抽象類：引入了純虛函數（抽象類）的概念，使得類能夠定義接口。

C++ 2.0?是 C++ 語言的第二個重要版本，發布于 1989 年。C++ 2.0 在 C++ 1.0 的基礎上進行了重要的擴展和改進，引入了多個新特性，特別是?多重繼承?和?虛繼承。這些新特性使得 C++ 的面向對象編程能力得到了顯著增強。C++ 2.0 為后來的 C++ 語言標準奠定了許多重要基礎。

主要特性：

多重繼承：C++ 2.0 引入了多重繼承的支持，使得一個類可以繼承多個基類，從而可以組合多個類的功能。
虛繼承：為了解決多重繼承帶來的“菱形繼承”問題（即一個類通過多個繼承路徑繼承同一個基類），C++ 2.0 引入了?虛繼承?的概念。虛繼承確保通過多個繼承路徑繼承的同一個基類只有一份副本。
虛函數：繼續擴展了對面向對象編程的支持，尤其是通過?虛函數?機制，使得 C++ 支持?運行時多態。
更強的類型檢查：C++ 2.0 對類型檢查進行了增強，使得語言的類型系統更加嚴格和安全。

多重繼承與虛繼承

C++ 2.0 的最大變化之一就是支持?多重繼承，并且引入了?虛繼承?來解決多重繼承可能引起的問題。在多重繼承中，如果一個類繼承自多個基類，并且這些基類有公共的祖先類，那么在派生類中會有重復的祖先類副本，這時就可能出現問題。虛繼承解決了這一問題，通過確保只有一個祖先類副本，從而避免了數據冗余和潛在的錯誤。

示例代碼：

以下是一個簡單的示例，演示了?多重繼承?和?虛繼承?的概念。

#include <iostream>
using namespace std;// 基類A
class A {
public:A() { cout << "Class A constructor" << endl; }void showA() { cout << "Class A" << endl; }
};// 基類B
class B {
public:B() { cout << "Class B constructor" << endl; }void showB() { cout << "Class B" << endl; }
};// 基類C，虛繼承A
class C : virtual public A {
public:C() { cout << "Class C constructor" << endl; }void showC() { cout << "Class C" << endl; }
};// 派生類D，虛繼承A和B
class D : public C, public B {
public:D() { cout << "Class D constructor" << endl; }void showD() { cout << "Class D" << endl; }
};int main() {// 創建派生類對象DD d;d.showA(); // 來自基類Ad.showB(); // 來自基類Bd.showC(); // 來自基類Cd.showD(); // 來自派生類Dreturn 0;
}

代碼講解：

類 A 和 B：A?和?B?是兩個基類，都有自己的構造函數和成員函數。A?有一個?showA()?函數，B?有一個?showB()?函數。
類 C：C?類繼承了?A?類，并使用?virtual?關鍵字進行?虛繼承。這樣，在?C?的子類中，如果有多個繼承自?A?的路徑，它們會共享同一個?A?類副本，避免了重復數據。
類 D：D?類從?C?和?B?繼承，并且通過虛繼承機制共享了?A?類的副本。
輸出：
- 當?D?類的對象被創建時，首先調用?A、B?和?C?的構造函數，再調用?D?的構造函數。
- showA()、showB()?和?showC()?分別調用了從基類繼承的成員函數。

運行輸出：

Class A constructor
Class B constructor
Class C constructor
Class D constructor
Class A
Class B
Class C
Class D

解釋：

虛繼承：C?類通過?virtual public A?虛繼承了?A?類，保證了通過?D?類的繼承關系，A?類只有一份副本。即使?D?類是通過?B?和?C?兩個路徑繼承?A，A?類也只會被構造一次。
多重繼承：D?類通過多重繼承繼承了?B?和?C，因此?D?類擁有?B?和?C?類的功能。

C++ 2.0 的局限性：

沒有命名空間：C++ 2.0 并沒有引入命名空間（namespace），因此容易出現命名沖突的問題。
沒有模板支持：模板編程（如函數模板和類模板）在 C++ 2.0 中還沒有出現，這一特性是在 C++ 3.0 中引入的。
繼承體系較為簡化：雖然支持多重繼承和虛繼承，但對繼承體系的支持仍較為基礎，隨著 C++ 后續版本的發布，繼承和多態的功能會得到更完善的支持。

總結：

C++ 2.0 通過引入?多重繼承?和?虛繼承?大大增強了 C++ 的面向對象能力，使得 C++ 成為一種更強大的編程語言。這些特性讓 C++ 能夠支持更復雜的類層次結構，解決了多重繼承中的一些難題。雖然 C++ 2.0 語言仍然很基礎，但它為 C++ 后續版本的更高級特性，如模板和更復雜的類型系統，奠定了基礎。

3.?C++ 1990: C++ 3.0

功能增強：
模板：引入了模板（函數模板和類模板），開始支持泛型編程。
標準庫：初步支持了標準模板庫（STL）的概念，雖然 STL 直到后來的版本才成為標準。

C++ 3.0?是 C++ 語言的第三個版本，發布于 1990 年。相比于前兩個版本，C++ 3.0 在語言特性和功能上做出了重要的擴展，最為關鍵的就是引入了?模板?的支持，這是 C++ 語言向?泛型編程?過渡的重要一步。模板的引入使得 C++ 支持編寫與類型無關的代碼，從而使得編程變得更加靈活和強大。

主要特性：

模板（Templates）：
- 函數模板：允許定義可以接受不同類型參數的函數。
- 類模板：允許定義可以接受不同類型參數的類。模板是 C++ 語言中泛型編程的基礎。
增強的類型系統：
- 支持更復雜的類型定義和類型推導。
- 改進了類和對象的類型推斷機制。
基本的標準庫（STL的雛形）：
- 盡管 C++ 3.0 本身并沒有正式定義標準模板庫（STL），但它開始支持類似 STL 的一些容器和算法概念，為未來 STL 的引入奠定了基礎。
支持虛函數、運算符重載等特性：
- C++ 3.0 繼續擴展了面向對象編程的支持，增強了對繼承、多態、運算符重載等特性的支持。

模板的引入

C++ 3.0 的核心改進就是引入了模板機制，使得函數和類能夠接受參數類型作為模板參數。這使得 C++ 能夠支持泛型編程，從而能夠編寫類型安全且重用性更高的代碼。

示例代碼：模板示例

以下是一個簡單的示例，展示了如何在 C++ 3.0 中使用?函數模板?和?類模板。

#include <iostream>
using namespace std;// 函數模板：計算兩個數字的最大值
template <typename T>
T getMax(T a, T b) {return (a > b) ? a : b;
}// 類模板：定義一個簡單的容器類
template <typename T>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}T getValue() { return value; }void setValue(T v) { value = v; }
};int main() {// 使用函數模板int x = 10, y = 20;cout << "Max of x and y: " << getMax(x, y) << endl;double a = 3.14, b = 2.71;cout << "Max of a and b: " << getMax(a, b) << endl;// 使用類模板Box<int> intBox(100);cout << "Box contains: " << intBox.getValue() << endl;intBox.setValue(200);cout << "Updated Box contains: " << intBox.getValue() << endl;Box<double> doubleBox(3.14159);cout << "Box contains: " << doubleBox.getValue() << endl;return 0;
}

代碼講解：

**函數模板?getMax**：
- getMax?是一個函數模板，它接受兩個類型為?T?的參數，返回它們中的最大值。
- T?是一個類型參數，可以是任何數據類型（如?int、double?等），當調用模板函數時，編譯器會根據傳入的參數類型推導出?T?的具體類型。
**類模板?Box**：
- Box?是一個類模板，它有一個類型為?T?的成員變量?value。
- 構造函數接受一個?T?類型的參數來初始化?value，并提供了?getValue?和?setValue?方法來訪問和修改?value。

運行輸出：

Max of x and y: 20
Max of a and b: 3.14
Box contains: 100
Updated Box contains: 200
Box contains: 3.14159

代碼解釋：

getMax?函數模板：在?main()?中，分別使用了?int?和?double?類型的參數來調用?getMax?函數模板。編譯器根據傳入的參數類型推導出?T?的類型。
Box?類模板：Box<int>?和?Box<double>?分別是使用?int?和?double?類型的類模板實例化出來的對象。每個?Box?對象可以存儲不同類型的數據。

模板的優勢：

代碼重用：通過模板，函數和類可以支持多種不同的類型，而不需要為每個類型編寫重復的代碼。
類型安全：模板在編譯時進行類型檢查，確保類型的正確性，避免了運行時的類型錯誤。

C++ 3.0 的局限性：

模板特性較為基礎：C++ 3.0 中的模板機制較為簡單，沒有現代 C++ 中復雜的模板特性，如模板特化、SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）等。
標準庫仍然不成熟：盡管模板提供了更多的靈活性，但標準庫并沒有像 C++11 和 C++14 中那樣強大，STL 的概念才剛剛開始萌芽。

總結：

C++ 3.0 是 C++ 語言的一個重要版本，模板的引入是其最大的亮點，標志著 C++ 進入了泛型編程的時代。模板讓 C++ 變得更加靈活，支持更加高效的代碼重用和類型安全的操作。通過函數模板和類模板，C++ 可以在不同類型之間共享代碼，從而極大地提高了開發效率和代碼的可維護性。雖然 C++ 3.0 的模板機制相對簡單，但它為后續的 C++ 標準化進程和更復雜的模板特性奠定了基礎。

4.?C++ 1998: C++98

C++ 標準化：C++98 是 C++ 的第一個正式標準版本，由?ISO/IEC 14882:1998?定義。
主要特性：
- STL（標準模板庫）：引入了標準模板庫，包括?vector、list、map、set?等容器，及算法（如排序、查找等）。map - C++ Reference? ??set - C++ Reference
- 命名空間（namespace）：為了避免名稱沖突，引入了命名空間。
- 異常處理：引入了?try、catch、throw?異常處理機制。
- RTTI（運行時類型信息）：引入了?typeid?和?dynamic_cast，允許運行時識別對象的類型。

C++98?是 C++ 語言的第一個國際標準，正式由 ISO（國際標準化組織）在 1998 年發布。C++98 語言標準繼承了 C++ 3.0 的核心特性，并在此基礎上進行了多個重要的改進和規范化。這個版本的 C++ 為標準庫（STL）提供了規范，并開始支持更多的現代編程特性。

主要特性：

模板：
- C++98 中的模板特性得到了進一步的增強，支持函數模板和類模板，并且模板的使用變得更加廣泛。模板參數可以是類、函數、指針等類型。
標準模板庫（STL）

sort - C++ Reference

異常處理：
- C++98 提供了標準化的異常處理機制，使用?try,?catch,?throw?語句來處理運行時錯誤。
命名空間：
- C++98 引入了?命名空間（namespace），用于避免名稱沖突，尤其是在大型項目中。
虛函數與多態：
- C++98 繼續強化了面向對象編程的支持，特別是對?虛函數?和?多態?的使用。
const 和引用：
- C++98 對?const?關鍵字和引用進行了嚴格的規范，使得編程更加安全。
函數指針和類型轉換：
- 提供了對?函數指針?和?類型轉換（如?static_cast,?dynamic_cast?等）的支持，增強了 C++ 的靈活性。
類成員的類型推導：
- C++98 引入了對類成員類型的推導，允許在某些情況下省略類型聲明。

示例代碼：C++98 的常見特性

以下是一個綜合示例，展示了 C++98 中的幾個核心特性，包括模板、標準庫（STL）、命名空間和異常處理。

vector - C++ Reference

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <stdexcept>namespace MyNamespace {// 模板函數：計算兩個數的最大值template <typename T>T getMax(T a, T b) {return (a > b) ? a : b;}// 使用 STL 容器：vector 和算法void useSTL() {std::vector<int> vec = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5};std::sort(vec.begin(), vec.end());std::cout << "Sorted vector: ";for (int num : vec) {std::cout << num << " ";}std::cout << std::endl;}// 異常處理示例void testException() {try {throw std::out_of_range("Index out of range!");} catch (const std::exception& e) {std::cout << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;}}
}int main() {// 使用命名空間using namespace MyNamespace;// 使用模板函數int x = 10, y = 20;std::cout << "Max of x and y: " << getMax(x, y) << std::endl;// 使用 STL 容器和算法useSTL();// 測試異常處理testException();return 0;
}

代碼講解：

**模板函數?getMax**：
- 這是一個簡單的模板函數，接受兩個相同類型的參數，并返回它們中的最大值。typename T?表示這是一個模板函數，T?是占位符類型，可以在調用時由編譯器自動推導出。
STL 容器和算法：
- 在?useSTL?函數中，使用了?std::vector?來存儲整數數據，并使用?std::sort?算法對數據進行了排序。std::vector?是 C++98 標準庫中的一個動態數組容器，std::sort?是一個算法函數，用于對容器中的元素進行排序。
異常處理：
- testException?函數演示了 C++98 的異常處理機制。在這個函數中，拋出了一個?std::out_of_range?異常，并在?catch?塊中捕獲它，輸出異常的描述信息。

運行輸出：

Max of x and y: 20
Sorted vector: 1 1 2 3 3 4 5 5 5 6 9 
Caught exception: Index out of range!

代碼解釋：

**模板?getMax**：通過模板，可以在運行時自動確定?T?的類型，支持不同的數據類型（如?int、double?等）。在本例中，它比較了兩個整數?x?和?y。
**STL 容器?std::vector?和?std::sort**：std::vector?是一個可以動態調整大小的容器，它存儲一系列元素。std::sort?是一個通用算法，用來對容器中的元素進行排序。
異常處理：C++98 提供了標準的異常處理機制，允許在代碼運行過程中拋出和捕獲異常，避免程序因錯誤而崩潰。

C++98 的局限性：

沒有?auto?關鍵字：C++98 中沒有?auto?關鍵字，因此類型推導只能依靠顯式的類型聲明。
**沒有?nullptr**：C++98 中沒有?nullptr，指針使用時可能會引發隱式的類型轉換問題。
沒有類型推導的?for?循環：C++98 中沒有像 C++11 中那樣的基于范圍的?for?循環（for (auto& elem : container)）。
模板元編程有限：雖然模板功能在 C++98 中已被引入，但對于模板元編程的支持相對有限，模板編程的復雜性和靈活性較低。

總結：

C++98 是 C++ 語言的第一個國際標準版本，它鞏固并標準化了之前 C++3.0 中的許多特性，并加入了?模板?和?STL?等重要特性，使得 C++ 在實際開發中更加高效和靈活。通過模板，C++98 使得代碼可以在不同的數據類型之間重用，同時標準庫（STL）提供了高效的容器和算法支持，大大提高了開發效率。雖然 C++98 為后來的 C++ 標準奠定了基礎，但它在某些領域（如模板編程和自動類型推導）仍存在局限。

5.?C++ 2003: C++03

修復和改進：
- 小的改進：C++03 主要是對 C++98 標準的一些修訂和錯誤修正，沒有引入重大新特性。
- 支持一些新的編譯器特性，如增強的模板支持、異常安全性等。

C++03?是 C++ 語言的一個小版本更新，它是對?C++98?的修正版本，主要用于解決一些語言上的不一致性和設計上的小問題。C++03 并未引入許多新的功能，而是對 C++98 標準中的一些細節進行了修正和澄清，確保語言的一致性和規范性。這個版本主要集中在語言規范的完善和一些編譯器支持方面。

C++03 的發布并沒有像 C++98 到 C++11 之間的版本那樣進行革命性的更新，因此它在功能上與 C++98 并無太大差異。主要的更新包括對?模板特化、SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）等方面的細節修正，確保了編譯器能夠更好地支持標準庫。

主要特性和變化：

模板的修正和改進：
- C++03 對模板特化和模板元編程做了小的修正，使得編譯器對模板的支持更加一致。
- 改進了模板在某些邊界情況中的行為，避免了 C++98 中一些不一致或令人困惑的部分。
標準庫的修正：
- C++03 對標準庫中的一些接口做了微調，解決了 C++98 標準庫中的一些小問題。例如，修復了?std::vector?在某些情況下的行為不一致性，確保了 STL 中的算法與容器的更好兼容性。
修復了常見的編譯器問題：
- C++03 對一些編譯器的兼容性問題進行了修復，確保不同廠商的編譯器之間有更好的兼容性。
去除了某些不再使用的特性：
- C++03 刪除了一些在 C++98 中冗余或未被廣泛使用的特性，從而使標準更加精簡和一致。

C++03 與 C++98 的區別：

細節修正：C++03 主要是針對 C++98 標準中存在的某些歧義性和編譯器實現差異進行修正。它并沒有加入新的語言特性，而是專注于優化語言和標準庫的現有特性。
STL 和模板的完善：C++03 解決了模板和標準庫的一些小問題，確保標準庫在不同編譯器下的行為一致。

示例代碼：C++98 和 C++03 的差異

由于 C++03 與 C++98 的差異主要體現在語言的細節上，因此以下示例代碼在 C++03 中的表現與 C++98 是相同的。我們展示一些在 C++98 和 C++03 中模板使用的常見問題，這些問題在 C++03 中得到了修正。

示例代碼：模板特化修復和?`SFINAE`?改進

#include <iostream>
#include <type_traits>// 模板類的默認實現
template <typename T>
class Printer {
public:static void print(const T& value) {std::cout << value << std::endl;}
};// 特化：對于 const 類型的處理
template <typename T>
class Printer<const T> {
public:static void print(const T& value) {std::cout << "const value: " << value << std::endl;}
};// 使用 SFINAE 來選擇函數
template <typename T>
typename std::enable_if<!std::is_integral<T>::value, void>::type
printType(const T& value) {std::cout << "Non-integer value: " << value << std::endl;
}template <typename T>
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value, void>::type
printType(const T& value) {std::cout << "Integer value: " << value << std::endl;
}int main() {Printer<int>::print(123);  // 默認模板Printer<const int>::print(456);  // 特化模板printType(123);  // 調用整數版本printType(3.14);  // 調用非整數版本return 0;
}

代碼解釋：

模板類?Printer?的特化：
- Printer?是一個模板類，在默認情況下，它的?print?函數打印任意類型的值。
- 特化版本?Printer<const T>?對?const?類型的處理進行了特殊化，使其輸出時帶有 "const value: " 字樣。此特化是在 C++03 中明確規定的，確保了特化行為的統一性。
SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）：
- printType?函數使用了 SFINAE 來根據類型?T?的不同選擇不同的版本。
- 使用?std::enable_if?和?std::is_integral?來判斷?T?是否為整數類型，并分別調用不同的函數。SFINAE?機制可以避免無效的模板實例化，確保了代碼的類型安全。
- 如果?T?是整數類型，printType(int)?會被調用；否則，printType(double)?會被調用。

運行輸出：

123
const value: 456
Integer value: 123
Non-integer value: 3.14

C++03 與 C++98 的局限性：

沒有新的語言特性：C++03 僅僅是 C++98 的修正版本，沒有引入新的語言特性。開發者并未從中獲得像 C++11、C++14、C++17 那樣的重大進展。
標準庫的改進有限：雖然 C++03 修復了一些標準庫的問題，但與后來的 C++ 標準相比，它的功能仍顯得較為簡單。
沒有現代化工具：如?auto、nullptr、范圍?for?循環等特性都沒有出現在 C++03 中，這使得它在一些現代編程需求面前顯得有些過時。

總結：

C++03 是一個對 C++98 的修正版本，主要修復了一些語言規范中的小錯誤和不一致性，改進了模板、STL 和編譯器的兼容性。它并沒有引入新的語言特性，因此在實際使用中，C++98 和 C++03 的差異并不顯著。C++03 主要對 C++98 的一些不明確之處進行了修正，為后續 C++ 標準的進化（如 C++11、C++14）奠定了基礎。對于開發者來說，C++03 更多的是一種穩定性和兼容性更新，而不是一種功能性擴展。

6.?C++ 2011: C++11

現代 C++ 的起點：C++11 是 C++ 的一次重大更新，被廣泛認為是 C++ 語言的“現代化”轉折點。
關鍵特性：
自動類型推斷（auto）：使用?auto?關鍵字可以讓編譯器推斷變量類型。
智能指針：引入了?std::unique_ptr、std::shared_ptr、std::weak_ptr，用于自動管理內存，避免內存泄漏。
Lambda 表達式：允許定義匿名函數，可以在代碼中更方便地使用函數對象。
并發支持：引入了?<thread>?庫，允許多線程編程。
**nullptr**：引入了?nullptr?關鍵字，替代?NULL，提高代碼的類型安全。
右值引用和移動語義：引入右值引用（&&）和?std::move，提高對象傳遞效率，減少不必要的拷貝。
范圍 for 循環：引入了簡潔的范圍?for?循環，簡化容器遍歷。
類型別名（using）：引入?using?關鍵字，簡化類型別名定義。
變長模板（Variadic Templates）：支持可變參數模板，提高模板的靈活性。

C++11?是 C++ 語言的一個重大更新，正式于 2011 年發布。它引入了大量新的特性和改進，使 C++ 語言更現代化、更加高效和易于使用。C++11 標準的推出，極大地擴展了 C++ 的功能，使得 C++ 開發變得更加靈活、簡潔，同時還提升了性能。

主要新特性：

自動類型推導（auto）：
- auto?關鍵字允許編譯器根據表達式的類型自動推導變量的類型，減少了類型聲明的冗余，提高了代碼可讀性。
右值引用與移動語義（&&?和?std::move）：
- 引入右值引用（&&）和?std::move，實現了?移動語義。通過移動資源而不是復制，顯著提高了效率，尤其在需要大量數據傳輸的場合（如容器操作）。
范圍?for?循環：
- 引入了范圍?for?循環（range-based for loop），簡化了容器元素的遍歷，避免了傳統迭代器的復雜性。
Lambda 表達式：
- Lambda 表達式允許在函數內定義匿名函數，并且可以捕獲外部變量，極大地增強了函數式編程的支持。
**nullptr**：
- nullptr?替代了?NULL，它是一個類型安全的空指針常量，消除了?NULL?的類型不匹配問題。
**constexpr**：
- constexpr?使得可以在編譯時求值的常量表達式更加簡潔，增強了編譯期計算的能力。
并發編程：<thread>?庫：
- C++11 引入了原生的線程支持，<thread>?庫使得多線程編程變得更加容易和高效。
類型別名（using）：
- using?關鍵字可以用來為類型定義別名，取代了傳統的?typedef，語法更加簡潔。
強類型枚舉（enum class）：
- 引入了強類型枚舉?enum class，避免了傳統枚舉可能產生的隱式轉換和命名沖突問題。
**新標準庫：std::chrono**：
- C++11 引入了用于處理時間和日期的新標準庫?std::chrono，使得處理時間變得更加直觀和精確。

示例代碼：C++11 特性

下面的代碼示例展示了 C++11 的一些關鍵特性。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <functional>// 1. 自動類型推導
void autoExample() {auto x = 10;  // 編譯器自動推導類型為 intauto y = 3.14;  // 編譯器自動推導類型為 doublestd::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl;
}// 2. 范圍 for 循環
void rangeBasedFor() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};for (auto& num : vec) {  // 使用范圍 for 遍歷num *= 2;}std::cout << "Doubled values: ";for (const auto& num : vec) {std::cout << num << " ";}std::cout << std::endl;
}// 3. Lambda 表達式
void lambdaExample() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = 0;// 使用 lambda 表達式進行求和std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [&sum](int num) { sum += num; });std::cout << "Sum of elements: " << sum << std::endl;
}// 4. 移動語義和右值引用
class MyClass {
public:MyClass() { std::cout << "Constructor\n"; }MyClass(const MyClass&) { std::cout << "Copy Constructor\n"; }MyClass(MyClass&&) { std::cout << "Move Constructor\n"; }MyClass& operator=(const MyClass&) { std::cout << "Copy Assignment\n"; return *this; }MyClass& operator=(MyClass&&) { std::cout << "Move Assignment\n"; return *this; }
};void moveExample() {MyClass a;MyClass b = std::move(a);  // 使用移動構造函數
}int main() {// 自動類型推導autoExample();// 范圍 for 循環rangeBasedFor();// Lambda 表達式lambdaExample();// 移動語義moveExample();// 使用線程std::thread t([]{ std::cout << "Hello from a thread!\n"; });t.join();  // 等待線程執行完畢return 0;
}

代碼解釋：

**自動類型推導 (auto)**：
- 使用?auto?關鍵字，編譯器會自動推導變量?x?和?y?的類型，簡化了類型聲明，特別是對于復雜類型（如迭代器和函數返回類型）時非常有用。
范圍?for?循環：
- 使用 C++11 引入的范圍?for?循環來遍歷容器。這個語法簡潔、直觀，避免了顯式的迭代器操作。
Lambda 表達式：
- 使用?std::for_each?算法與 lambda 表達式結合，計算容器中所有元素的總和。lambda 表達式?[&sum](int num) { sum += num; }?捕獲外部變量?sum?并對容器中的每個元素執行加法操作。
右值引用與移動語義：
- 在?moveExample?中，通過?std::move?實現了對象?a?的移動，將其資源轉移給對象?b，觸發了移動構造函數而不是拷貝構造函數。
線程支持：
- 使用 C++11 的?<thread>?庫創建和啟動一個線程，并且通過?join()?等待線程執行完成。std::thread?簡化了多線程編程。

運行輸出：

x: 10, y: 3.14
Doubled values: 2 4 6 8 10
Sum of elements: 15
Move Constructor
Hello from a thread!

C++11 的優勢：

現代化的語法和功能：C++11 引入的眾多新特性大大提升了語言的靈活性和表達力，減少了冗余代碼，使得 C++ 編程更加簡潔、易讀和高效。
性能優化：通過右值引用和移動語義，C++11 使得許多數據傳輸和復制操作得以高效地優化，特別是在容器和大型對象的操作中，性能大幅提升。
并發支持：C++11 將多線程支持納入語言標準，使得并發編程變得更加容易和可靠，減少了對外部庫的依賴。

C++11 的局限性：

學習曲線：盡管 C++11 引入了許多現代化特性，但對一些開發者來說，掌握這些新特性可能需要一定的學習時間。
編譯器支持問題：盡管大部分現代編譯器已經完全支持 C++11，但一些舊的編譯器或開發環境可能存在兼容性問題。

總結：

C++11 是 C++ 語言的一次重大更新，帶來了許多新的語言特性和庫支持，使得 C++ 編程變得更加簡潔、強大和高效。無論是在性能優化、現代語法的引入，還是在并發支持等方面，C++11 都大幅提升了語言的可用性和表達能力。

7.?C++ 2014: C++14

小幅增強：
constexpr?的改進：支持更復雜的編譯時常量計算。
二進制字面量：引入了支持二進制常量字面量。
auto?的增強：使得?auto?可以推導更加復雜的類型。
Lambda 表達式的改進：支持更強的捕獲特性（如捕獲?*this?引用）。

C++14?是 C++ 語言的一個相對較小的更新版本，于 2014 年發布。C++14 并沒有像 C++11 那樣引入大量的新特性，而是對 C++11 中的一些特性進行了修復、增強和小幅優化。它的目標是提高語言和標準庫的穩定性，改進一些 C++11 的邊界情況，增強編譯器的支持，并提供一些性能上的提升。

主要新特性：

泛型 Lambda 表達式：
- C++14 擴展了 C++11 中的 Lambda 表達式，引入了泛型 Lambda，使得 Lambda 可以接受不同類型的參數而不需要顯式地指定類型。
變量模板：
- C++14 引入了?變量模板，允許創建像模板函數一樣的模板變量。之前只有函數和類可以是模板，但 C++14 使得變量也可以具有模板特性。
Lambda 表達式的返回類型推導：
- 在 C++14 中，Lambda 表達式可以通過?auto?關鍵字自動推導返回類型。這避免了在 Lambda 表達式中手動指定返回類型的需要。
**std::make_unique**：
- 引入了?std::make_unique，作為?std::make_shared?的對稱操作，它簡化了對?std::unique_ptr?的創建，避免了不必要的?new?運算符。
**decltype(auto)**：
- 引入了?decltype(auto)?作為函數返回類型的推導方式，它可以推導出具有精確類型的返回值，支持返回引用類型的自動推導。
標準庫改進：
- C++14 修復了 C++11 標準庫中的一些問題，并改進了對各種常見編譯器的支持。標準庫中對線程、智能指針、算法等的支持變得更加穩定和高效。
二進制字面量：
- C++14 引入了二進制字面量（0b?或?0B）的支持，使得表示二進制數更加直觀。
**std::exchange**：
- 新增了?std::exchange?函數，它可以簡化交換操作，尤其是當你需要交換一個對象并返回其原值時。

示例代碼：C++14 新特性

以下代碼展示了 C++14 中的一些關鍵特性，包括泛型 Lambda、變量模板、decltype(auto)、std::make_unique?等。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <algorithm>// 1. 泛型 Lambda 表達式
void genericLambda() {auto sum = [](auto a, auto b) { return a + b; };  // 泛型 Lambdastd::cout << "Sum of 3 and 4.5: " << sum(3, 4.5) << std::endl;
}// 2. 變量模板
template <typename T>
T pi = T(3.14159);void variableTemplate() {std::cout << "Pi as float: " << pi<float> << std::endl;std::cout << "Pi as double: " << pi<double> << std::endl;
}// 3. Lambda 表達式的返回類型推導
void lambdaReturnType() {auto multiply = [](auto a, auto b) { return a * b; };std::cout << "Multiply 4 and 5.5: " << multiply(4, 5.5) << std::endl;
}// 4. 使用 std::make_unique
void makeUnique() {auto ptr = std::make_unique<int[]>(5);  // 使用 make_unique 創建動態數組ptr[0] = 10;std::cout << "First element in unique_ptr array: " << ptr[0] << std::endl;
}// 5. 使用 decltype(auto) 推導返回類型
int&& returnRvalue() {int x = 5;return std::move(x);  // 返回右值引用
}void decltypeAuto() {decltype(auto) result = returnRvalue();std::cout << "Rvalue returned: " << result << std::endl;
}// 6. 使用 std::exchange
int increment(int& x) {return std::exchange(x, x + 1);  // 將 x 的當前值賦給函數并更新 x
}void exchangeExample() {int value = 10;int oldValue = increment(value);std::cout << "Old value: " << oldValue << ", New value: " << value << std::endl;
}int main() {// 泛型 LambdagenericLambda();// 變量模板variableTemplate();// Lambda 返回類型lambdaReturnType();// 使用 make_uniquemakeUnique();// 使用 decltype(auto)decltypeAuto();// 使用 std::exchangeexchangeExample();return 0;
}

代碼解釋：

泛型 Lambda 表達式：
- 通過?auto?來聲明 Lambda 表達式的參數類型，使得 Lambda 可以接受任意類型的參數。這使得 Lambda 表達式更加靈活，可以應用于多種不同的類型。
變量模板：
- pi?是一個模板變量，它接受一個類型參數?T，并為每個類型提供不同的常量值。在?variableTemplate()?中，演示了如何使用模板變量來獲取?pi?的不同類型值。
Lambda 返回類型推導：
- 使用?auto?關鍵字，Lambda 表達式會自動推導返回類型。在?lambdaReturnType()?中，返回類型是乘積結果的類型，auto?會自動推導出其正確類型。
**std::make_unique**：
- std::make_unique?用于創建?std::unique_ptr，這是一個智能指針，用于管理動態分配的內存。std::make_unique?是 C++14 引入的，它比直接使用?new?更加安全和方便。
**decltype(auto)**：
- decltype(auto)?用于推導函數的返回類型，并且支持返回值是引用的情況。在?decltypeAuto()?中，returnRvalue()?返回一個右值引用，通過?decltype(auto)?可以正確地推導出返回類型。
**std::exchange**：
- std::exchange?是 C++14 引入的一個小工具，它用于交換一個變量的值并返回舊值。在?exchangeExample()?中，std::exchange?用于交換?value?的值并返回交換前的值。

運行輸出：

Sum of 3 and 4.5: 7.5
Pi as float: 3.14159
Pi as double: 3.14159
Multiply 4 and 5.5: 22
First element in unique_ptr array: 10
Rvalue returned: 5
Old value: 10, New value: 11

C++14 的優勢：

增強的類型推導：通過?auto、decltype(auto)、泛型 Lambda 表達式等新特性，C++14 提供了更加靈活和精簡的編程體驗。
更強大的 Lambda 表達式：C++14 使得 Lambda 表達式支持更復雜的類型推導和捕獲方式，提升了函數式編程的能力。
內存管理優化：std::make_unique?提高了內存管理的安全性和效率，避免了直接使用?new?時可能出現的資源泄漏問題。
簡化的交換操作：std::exchange?使得交換操作更加簡潔，尤其是在需要交換并返回原值的場景中。

C++14 的局限性：

更新較小：相比 C++11，C++14 的新特性較少，更多的是對 C++11 特性的增強和補充。因此，C++14 的使用場景更多是在已有代碼的優化和小修小補上。
編譯器支持：盡管大部分現代編譯器支持 C++14，但早期的編譯器可能對一些新特性的支持不完全，開發者在使用這些特性時需要確認編譯器的兼容性。

總結：

C++14 是 C++ 語言的一個小版本更新，主要通過增強和擴展 C++11 中的特性來提升語言的靈活性、可用性和安全性。它引入了泛型 Lambda、變量模板、std::make_unique?等重要特性，并修復了 C++11 中的一些邊界問題。C++14 對于已經使用 C++11 的開發者來說是一個重要的改進，但它的變化相對較小，不會像 C++11 那樣對整個語言體系造成顛覆性的影響。

8.?C++ 2017: C++17

重要更新：
結構化綁定聲明：允許通過?auto [x, y] = pair?等語法，直接解構元組或結構體。
**std::filesystem**：引入文件系統庫，提供跨平臺的文件系統操作接口。
if?和?switch?初始化：允許在?if?或?switch?語句中直接初始化變量。
并行算法：STL 中的算法庫支持并行執行，如并行排序。
**std::optional**：提供了一個容器，可以包含一個值或為空，用于避免空指針的使用。
**std::variant**：實現了類似于聯合體的類型，但比 C 的?union?更安全和靈活。
**改進的?std::any**：增強了類型安全的通用容器，允許存儲任意類型。

C++17（也被稱為C++ 2017）是C++編程語言的一個重要版本，它在C++11和C++14的基礎上進行了許多改進，增強了語言特性、庫功能以及編譯器支持。C++17的主要亮點包括：

1.?結構化綁定聲明 (Structured Bindings)

C++17 引入了結構化綁定，允許你將一個結構或元組拆分為多個變量，從而讓代碼更加簡潔易讀。

示例：

#include <tuple>
#include <iostream>std::tuple<int, double, std::string> getData() {return {1, 3.14, "Hello, C++17!"};
}int main() {auto [x, y, z] = getData();  // 結構化綁定std::cout << x << ", " << y << ", " << z << std::endl;return 0;
}

輸出：

1, 3.14, Hello, C++17!

2.?if/else語句中的初始化語句 (If/else with initialization)

C++17允許在if或else語句中進行變量初始化，避免了冗余的變量聲明。

示例：

#include <iostream>int main() {if (int x = 10; x > 5) {std::cout << "x is greater than 5" << std::endl;} else {std::cout << "x is not greater than 5" << std::endl;}return 0;
}

輸出：

x is greater than 5

注意：x只在if或else的作用域內有效。

3.?`std::optional`

std::optional?是一個模板類，用來表示一個可能為空的值。它可以用來避免使用空指針或特殊值來表示無效數據。

示例：

#include <iostream>
#include <optional>std::optional<int> findValue(bool found) {if (found) {return 42;} else {return std::nullopt;  // 返回空值}
}int main() {auto value = findValue(true);if (value) {std::cout << "Found value: " << *value << std::endl;} else {std::cout << "Value not found" << std::endl;}return 0;
}

輸出：

Found value: 42

4.?`std::string_view`

std::string_view是一個輕量級的字符串視圖，避免了復制字符串數據，提供了對字符串的只讀訪問。

示例：

#include <iostream>
#include <string_view>void printString(std::string_view str) {std::cout << str << std::endl;
}int main() {std::string str = "Hello, C++17!";printString(str);  // 不會復制數據return 0;
}

輸出：

Hello, C++17!

5.?`std::filesystem`

C++17加入了對文件系統操作的標準庫支持，std::filesystem使得處理文件和目錄變得更加方便。

示例：

<iostream> - C++ Reference

#include <iostream>
#include <filesystem>namespace fs = std::filesystem;int main() {fs::path p = "example.txt";if (fs::exists(p)) {std::cout << p << " exists!" << std::endl;} else {std::cout << p << " does not exist." << std::endl;}return 0;
}

輸出：

example.txt does not exist.

6.?并行算法 (Parallel Algorithms)

C++17添加了對并行執行算法的支持，例如使用?std::for_each?和其他標準算法的并行執行。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <execution>int main() {std::vector<int> data = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};std::for_each(std::execution::par, data.begin(), data.end(), [](int& x) {x *= 2;});for (int x : data) {std::cout << x << " ";}return 0;
}

輸出：

2 4 6 8 10 12 14 16 18

（注意：并行執行可能因環境不同而產生不同的輸出順序）

7.?內聯變量 (Inline Variables)

C++17引入了內聯變量，解決了頭文件中靜態變量帶來的鏈接問題。

示例：

#include <iostream>inline int x = 42;  // 內聯變量int main() {std::cout << x << std::endl;return 0;
}

8.?改進的`constexpr`

C++17擴展了constexpr的功能，允許在編譯時執行更多的操作，比如動態分配內存和使用if語句。

示例：

#include <iostream>constexpr int factorial(int n) {return (n == 0) ? 1 : n * factorial(n - 1);
}int main() {std::cout << "Factorial of 5: " << factorial(5) << std::endl;return 0;
}

輸出：

Factorial of 5: 120

總結

C++17引入了許多新特性，極大提高了語言的表達力和編程效率，尤其是在簡化代碼、提高性能和增加靈活性方面。對于現代C++開發者來說，熟練掌握這些特性將大大提升開發體驗和代碼質量。

9.?C++ 2020: C++20

重大的新特性：
模塊（Modules）：引入了模塊化的支持，替代傳統的頭文件和源文件方式，減少編譯時間。
協程（Coroutines）：支持異步編程，簡化了異步函數的編寫。
概念（Concepts）：引入了模板約束，使得模板編程更加靈活和易于理解。
范圍（Ranges）：增強了容器操作的靈活性和簡潔性，提供了更強大的算法支持。
**std::format**：提供了類似 Python 中的格式化字符串功能，簡化了輸出。
**consteval?和?constinit**：新關鍵字，用于常量表達式和常量初始化的嚴格控制。
**改進的?constexpr**：支持更多的編譯時功能，包括動態內存分配。

C++20 是 C++ 標準的一個重要更新，它在語言特性、庫功能、并發支持等方面進行了大量的擴展和增強。C++20 對語言進行了重要的現代化，使得 C++ 更加高效、簡潔、易用。以下是 C++20 中的一些主要特性及其代碼示例：

1.?概念 (Concepts)

概念是 C++20 的一項新特性，用來約束模板類型。它允許我們更精確地控制模板參數類型，提供編譯時檢查和更好的錯誤信息。

示例：

#include <iostream>
#include <concepts>template <typename T>
concept Incrementable = requires(T a) { ++a; a++; };template <Incrementable T>
T increment(T x) {return ++x;
}int main() {int a = 5;std::cout << increment(a) << std::endl;  // 正常工作// std::string s = "Hello";// std::cout << increment(s) << std::endl; // 編譯錯誤，因為 std::string 不符合 Incrementable 概念return 0;
}

輸出：

2.?范圍 (Ranges)

C++20 引入了?std::ranges，為標準庫中的容器和算法提供了更加一致和方便的操作方法，支持通過管道操作符（|）組合算法。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ranges>int main() {std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用管道操作符對容器進行操作auto result = nums | std::views::transform([](int x) { return x * 2; })| std::views::filter([](int x) { return x > 5; });for (int val : result) {std::cout << val << " ";}return 0;
}

輸出：

6 8 10

3.?協程 (Coroutines)

C++20 引入了協程支持，使得編寫異步代碼更加簡潔。協程允許暫停和恢復函數的執行，適用于處理 I/O 操作或其他需要異步操作的場景。

示例：

#include <iostream>
#include <coroutine>struct Task {struct promise_type;using handle_type = std::coroutine_handle<promise_type>;struct promise_type {Task get_return_object() { return Task{handle_type::from_promise(*this)}; }std::suspend_always initial_suspend() { return {}; }std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; }void unhandled_exception() { std::exit(1); }void return_void() {}};handle_type coro;Task(handle_type h) : coro(h) {}~Task() { coro.destroy(); }void resume() { coro.resume(); }
};Task simpleCoroutine() {std::cout << "Start of coroutine\n";co_await std::suspend_always{};std::cout << "End of coroutine\n";
}int main() {auto coro = simpleCoroutine();coro.resume();  // 啟動協程coro.resume();  // 恢復協程return 0;
}

輸出：

Start of coroutine
End of coroutine

4.?三向比較 (Spaceship Operator?`<=>`)

C++20 引入了“太空船操作符” (<=>)，也叫做三向比較操作符，它提供了一種簡化的方式來執行比較操作，如?<、<=、==、>、>=。

示例：

#include <iostream>struct Point {int x, y;auto operator<=>(const Point&) const = default;  // 默認生成比較操作符
};int main() {Point p1 = {1, 2}, p2 = {2, 3};if (p1 < p2) {std::cout << "p1 is less than p2\n";}return 0;
}

輸出：

p1 is less than p2

5.?模塊 (Modules)

C++20 引入了模塊的概念，這是對頭文件的替代。模塊可以提高編譯速度，避免頭文件帶來的重復處理和依賴問題。模塊支持?import?語句來替代傳統的?#include。

示例：

假設我們有一個模塊?math：

// math.cppm - 模塊定義文件
export module math;
export int add(int a, int b) { return a + b; }

然后在主程序中導入該模塊：

// main.cpp
import math;int main() {int result = add(3, 4);std::cout << result << std::endl;  // 輸出 7return 0;
}

注意：模塊在許多編譯器中仍處于實驗階段，需要啟用特定的編譯器選項。

6.?范圍循環 (Range-based for loop with initializer)

C++20 增強了范圍 for 循環，允許在循環中初始化變量。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4};for (auto&& [index, value] : nums) {  // 使用結構化綁定std::cout << "Value: " << value << std::endl;}return 0;
}

輸出：

Value: 1
Value: 2
Value: 3
Value: 4

7.?`std::span`

std::span?是 C++20 新增的一個輕量級的視圖容器，它可以用來表示一個數組的連續區間。它與傳統的指針數組相比，更加安全，并支持對數組進行邊界檢查。

示例：

#include <iostream>
#include <span>void printSpan(std::span<int> sp) {for (auto val : sp) {std::cout << val << " ";}
}int main() {int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};printSpan(arr);  // 使用 std::span 傳遞數組return 0;
}

輸出：

1 2 3 4 5

8.?`consteval`?和?`constinit`

C++20 引入了?consteval?和?constinit?關鍵字：

consteval?用于指定一個函數必須在編譯時求值。
constinit?用于確保某個變量在初始化時是常量。

示例：

#include <iostream>consteval int square(int n) { return n * n; }int main() {constexpr int result = square(5);  // 在編譯時計算std::cout << result << std::endl;  // 輸出 25return 0;
}

輸出：

總結

C++20 引入了許多強大的新特性，極大增強了 C++ 的表達能力和編程效率。它使得編寫更現代、更安全和更高效的 C++ 代碼變得更加容易。例如，概念和協程提高了代碼的可讀性和可維護性，而模塊的引入可以顯著提高編譯性能。掌握 C++20 的特性將有助于編寫更清晰、強大和高效的 C++ 代碼。

10.?C++ 2023: C++23

新特性和小幅增強：
**擴展的?std::ranges**：提供更多的支持與增強，使得 C++ 的標準庫更具表達力和功能。
改進的協程支持：協程功能得到進一步加強，增加了更多的靈活性和優化。

更好的標準化和規范：提高了 C++ 語言和標準庫的易用性和性能。

C++23（正式名稱為 C++23）是C++語言的最新標準，作為C++20和C++17之后的下一代標準，C++23在語言特性、庫功能和編譯器優化等方面引入了一些重要的改進。以下是C++23中的一些新特性和代碼示例。

1.?改進的常量表達式（`constexpr`）

C++23擴展了constexpr的功能，允許更多復雜的功能在編譯時執行。例如，C++23允許在constexpr函數中使用try-catch語句，這在之前的標準中是無法實現的。

示例：

constexpr int safe_divide(int a, int b) {if (b == 0) throw std::invalid_argument("Division by zero");return a / b;
}int main() {constexpr int result = safe_divide(10, 2);  // 編譯時執行return 0;
}

2.?`std::expected`

C++23引入了std::expected，它是一個可以用來表示函數調用結果的類型，類似于std::optional，但是它包含了錯誤信息。這個特性非常適合替代try-catch塊來進行錯誤處理，尤其是在函數返回時希望包含更多的錯誤信息時。

示例：

#include <expected>
#include <iostream>std::expected<int, std::string> divide(int a, int b) {if (b == 0) {return std::unexpected("Division by zero");}return a / b;
}int main() {auto result = divide(10, 0);if (result) {std::cout << "Result: " << *result << std::endl;} else {std::cout << "Error: " << result.error() << std::endl;}return 0;
}

3.?范圍（Ranges）庫增強

C++20引入了范圍（Ranges）庫，C++23在此基礎上進行了增強。新增了更豐富的算法和視圖，使得在進行集合操作時，代碼更加簡潔且易于理解。

示例：

#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>int main() {std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用ranges庫處理集合auto result = v | std::views::transform([](int n) { return n * n; })| std::views::filter([](int n) { return n > 10; });for (int i : result) {std::cout << i << " ";}return 0;
}

4.?`std::format`?改進

C++20引入了?std::format?來格式化字符串，C++23對其進行了進一步改進。新增了更多的格式化選項，以及對各種類型的支持。

示例：

#include <format>
#include <iostream>int main() {int age = 25;std::string name = "Alice";std::string formatted = std::format("Name: {}, Age: {}", name, age);std::cout << formatted << std::endl;return 0;
}

5.?`explicit`?改進

C++23擴展了explicit關鍵字，可以用于更加靈活的構造函數，使其適應更復雜的類型轉換需求。

示例：

struct A {explicit A(int x) {}  // 顯式構造函數
};struct B {explicit B(A a) {}  // 顯式構造函數
};int main() {A a(1);B b(a);  // 需要顯示構造A對象的參數return 0;
}

6.?`std::span`?支持的改進

std::span?是C++20中引入的用于表示數組片段的類，C++23對其進行了擴展，支持了更多的功能。

示例：

#include <span>
#include <iostream>void print_span(std::span<int> s) {for (auto elem : s) {std::cout << elem << " ";}
}int main() {int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};std::span<int> sp(arr, 3);  // 只傳遞數組的前3個元素print_span(sp);return 0;
}

7.?新的屬性（`[[likely]]`?和?`[[unlikely]]`）

C++23引入了?[[likely]]?和?[[unlikely]]?屬性，用于給編譯器提供分支預測的提示，幫助優化代碼。

示例：

#include <iostream>int main() {bool condition = true;if ([[likely]] condition) {std::cout << "Condition is likely true" << std::endl;} else {std::cout << "Condition is unlikely true" << std::endl;}return 0;
}