【C++11保姆级教程】空指针(nullptr)，long long类型，char16_t和char32_t类型

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前言

在C++11标准中引入了许多新特性和改进，其中包括空指针(nullptr)、long long类型、char16_t和char32_t类型。这些功能为C++提供了更强大和更灵活的功能。

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一、空指针(nullptr)

1.1概念解释

在早期版本的C++中，我们使用NULL宏表示空指针，但它实际上是一个整数常量。C++11引入了nullptr关键字，用于表示空指针。它是一个特殊的关键字，可以被赋值给指针类型，用于明确指示一个指针不指向任何有效的内存地址。

1.2形象比喻

想象一下，你有一个信封，你需要将它发送给某人。在旧版本的信封上，你可能会写上"空"，但这实际上不太明确。在C++11中，nullptr就像一个专门的标签，写上了"无收件人"，更加明确地表明这个信封并没有指向任何人。

1.3示例代码

int* ptr = nullptr;  // 声明一个空指针
if (ptr == nullptr) {
    std::cout << "ptr是空指针" << std::endl;
}
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1.4空指针nullptr的优势

兼容性：如果你的代码需要与旧版C++兼容，nullptr可能无法使用，因为旧版C++不支持它。

二、long long类型

2.1概念解释

C++11引入了long long类型，它具有扩展的整数范围，提供更大的整数值表示能力。它至少具有64位的存储空间，使得我们能够处理更大的整数值。

2.2形象比喻

想象你需要计算全球的人口数量，使用int类型可能不足以表示如此庞大的数字。长整型（long long）就像一个更大的数字范围，可以容纳更多人口数量，让你处理大规模的数据更加容易。

2.3示例代码

使用后缀LL进行赋值/初始化

long long population = 7800000000LL;  // 全球人口
std::cout << "全球人口：" << population << std::endl;
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2.4优势

1、更大的范围：long long类型可以表示更大的整数值，解决了处理大型数据的问题。

2、更精确的计算：对于大型计算或需要高精度的场景，long long类型提供了更高的精确度。

2.5劣势

1、占用空间：由于long long类型占用更多的存储空间，对于存储要求严格的系统，可能会增加内存消耗。

三、char16_t和char32_t类型

3.1概念解释

C++11引入了char16_t和char32_t类型，用于表示Unicode字符编码。在早期版本的C++中，字符类型只有char，它通常使用单字节来表示字符。然而，Unicode字符集需要更多的存储空间来表示更多的字符。

3.2形象比喻

假设你有一本书，其中包含来自不同国家的文字。在旧版本的C++中，这本书的每个字符都只能占据一个页面，但有些字母可能需要多个页面才能完整地展示。char16_t和char32_t类型就像给这本书提供了更大的页面，让每个字符都能完整地展现。

3.3示例代码

char16_t 使用小u
char32_t使用大u

char16_t u16Char = u'π';     // 使用char16_t表示Unicode字符π
char32_t u32Char = U'😊';    // 使用char32_t表示Unicode字符😊
std::cout << u16Char << std::endl;
std::cout << u32Char << std::endl;
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输出：

3.4优势

1、更广泛的字符表示能力：通过使用char16_t和char32_t类型，我们可以处理更多字符集，包括Unicode的扩展字符。

2、提高国际化支持：在开发多语言应用程序时，char16_t和char32_t类型能够更好地支持国际化和本地化需求。

3.5劣势

1、内存消耗：由于char16_t和char32_t类型占用更多的存储空间，对于存储要求严格的系统，可能会增加内存消耗。

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总结

在本教程中，我们介绍了C++11的空指针(nullptr)，long long类型，char16_t和char32_t类型。空指针提供了更安全和更直观的方法来表示空指针，避免了悬空指针的风险。long long类型扩展了整数范围，使得我们能够处理更大的整数值。char16_t和char32_t类型提供了更广泛的字符表示能力，支持Unicode字符集的处理。

请记住，每个新特性都有其优势和劣势。空指针能够提供更安全和直观的表示，但兼容性可能会受到影响；long long类型提供了更大的整数范围，但占用更多的存储空间；char16_t和char32_t类型支持更广泛的字符表示能力，但也会增加内存消耗。

通过掌握这些概念，你将能够更好地在C++中处理空指针、大整数和Unicode字符。希望这个教程对你有所帮助！