所谓现代 c++，指的是从 c++11 开始的 c++，从 c++11 开始，加入一些比较现代的语言特性和改进了的库实现，使得用 c++ 开发少了很多心智负担，程序也更加健壮，“看起来像一门新语言”。

从 c++11 开始，每 3 年发布一个新版本，到今年（2024）已经有 5 个版本了，分别是 c++11、c++14、c++17、c++20、c++23，这 5 个版本引入了上百个新的语言特性和新的标准库特性。

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1. 新特性

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1.1 c++11 新特性

c++11 是一个 major 版本，现代 c++ 开天辟地的版本，有特别多新东西。

新的语言特性[1]：

• 内存模型——一个高效的为现代硬件设计的底层抽象，作为描述并发的基础
• auto 和 decltype——避免类型名称的不必要重复
• 范围 for——对范围的简单顺序遍历
• 移动语义和右值引用——减少数据拷贝
• 统一初始化—— 对所有类型都（几乎）完全一致的初始化语法和语义
• nullptr——给空指针一个名字
• constexpr 函数——在编译期进行求值的函数
• 用户定义字面量——为用户自定义类型提供字面量支持
• 原始字符串字面量——不需要转义字符的字面量，主要用在正则表达式中
• 属性——将任意信息同一个名字关联
• lambda 表达式——匿名函数对象
• 变参模板——可以处理任意个任意类型的参数的模板
• 模板别名——能够重命名模板并为新名称绑定一些模板参数
• noexcept——确保函数不会抛出异常的方法
• override 和 final——用于管理大型类层次结构的明确语法
• static_assert——编译期断言
• long long——更长的整数类型
• 默认成员初始化器——给数据成员一个默认值，这个默认值可以被构造函数中的初始化所取代
• enum class——枚举值带有作用域的强类型枚举

新的标准库特性[1]：

• unique_ptr 和 shared_ptr——依赖 RAII 的资源管理指针
• 内存模型和 atomic 变量
• thread、mutex、condition_variable 等——为基本的系统层级的并发提供了类型安全、可移植的支持
• future、promise 和 packaged_task，等——稍稍更高级的并发
• tuple——匿名的简单复合类型
• 类型特征（type trait）——类型的可测试属性，用于元编程
• 正则表达式匹配
• 随机数——带有许多生成器（引擎）和多种分布
• 时间——time_point 和 duration
• unordered_map 等——哈希表
• forward_list——单向链表
• array——具有固定常量大小的数组，并且会记住自己的大小
• emplace 运算——在容器内直接构建对象，避免拷贝
• exception_ptr——允许在线程之间传递异常

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1.2 c++14 新特性

c++14 是一个 minor 版本，没什么重要的新特性，主要是在给 c++11 打补丁，为使用者 “带来极大方便”，实现 “对新手更为友好” 这一目标。

新的语言特性[2]：

• 泛型的lambda
• Lambda捕获部分中使用表达式
• 函数返回类型推导
• 另一种类型推断:decltype(auto)
• 放松的constexpr函数限制
• 变量模板
• 聚合类成员初始化
• 二进制字面量： 0b或0B 前缀
• 数字分位符
• deprecated 属性

新的标准库特性[2]：

• 共享的互斥体和锁: std::shared_timed_mutex
• 元函数的别名
• 关联容器中的异构查找
• 标准自定义字面量
• 通过类型寻址多元组
• 较小的标准库特性: std::make_unique, std::is_final 等

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1.3 c++17 新特性

c++17 是一个 “中” 版本（它本来应该是一个 major 版本）。

新的语言特性[3]：

• 保证拷贝省略。
• 超对齐类型的动态分配。
• 严格指定运算顺序。
• UTF-8 字面量。
• 十六进制浮点字面量。
• 折叠表达式。
• 泛型值模板参数（auto模板参数）。
• 类模板参数的类型推导。
• 编译时 if。
• 带有初始值设定项的选择语句。
• constexpr 匿名函数。
• inline 变量。
• 结构化绑定。
• 新的标准属性：[[maybe_unused]]、[[nodiscard]] 和 [[fallthrough]]。
• std::byte 类型。
• 用底层类型的值来初始化 enum 类型。
• 一些小的扩展。

新的标准库特性[3]：

• 文件系统。
• 并行算法。
• 数学特殊函数。
• string_view。
• any。
• variant。
• optional。
• 调用任何可以为给定参数集调用的方法：invoke()。
• 基本字符串转换：to_chars() 和 from_chars()。
• 多态分配器。
• scoped_lock。
• 一些小的扩展。

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1.4 c++20 新特性

c++20 是一个 major 版本，有很重要的更新，“The Big Four”，即四个重要的特性，分别是：模块、概念、协程、和范围。

新的语言特性[3]：

• 模块
• 概念
• 协程
• 可指定的初始值设定项(C99功能的略微受限版本)
• <=>(“宇宙飞船操作符”)三向比较操作符
• [*this]按值捕获当前对象
• 标准属性 [[no_unique address]]、[[likely]] 和 [[unlikely]]
• 在 constexpr 函数中允许使用更多功能，包括 new、union、try-catch、dynamic_cast 和 typeid
• 保证编译时求值的 consteval 函数
• 保证静态(非运行时)初始化的 constinit 变量
• using 可用于带作用域的 enum
• 还有一些小的扩展

新的标准库特性[3]：

• 范围、视图和管道
• printf() 风格的格式化: format() 和 vformat()
• 日历和时区
• span，用于对连续数组进行读写访问
• source_location
• 数学常数，例如 pi 和 1n10e
• 对 atomic 的许多扩展
• 等待多个 thread 的方法: barrier 和 latch
• 特性测试宏
• bit cast<>
• 位操作
• 更多的标准库函数成为 constexpr
• 在标准库中更多地使用 <=> 操作符
• 更多的小扩展

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1.5 c++23 新特性

c++23 是一个 minor 版本。

新的语言特性[4]：

• 新语言功能特性测试宏
• 显式对象形参，显式对象成员函数（推导 this）
• if consteval / if not consteval
• 多维下标运算符（例如 v[1, 3, 7] = 42;）
• static operator()
• static operator[]
• auto(x)：语言中的衰退复制
• lambda 表达式上的属性
• 可选的扩展浮点类型：std::float{16|32|64|128}_t 和 std::bfloat16_t。
• （有符号）std::size_t 字面量的字面量后缀 'Z'/'z'。
• 后缀
• #elifdef、#elifndef 与 #warning
• 通过新属性 [[assume(表达式)]] 进行假设
• 具名通用字符转义
• 可移植源文件编码为 UTF-8
• 行拼合之前修剪空白

新的标准库特性[4]：

• 新的库功能特性测试宏
• 新的范围折叠算法
• 字符串格式化改进
• “平铺（flat）”容器适配器：std::flat_map、std::flat_multimap、std::flat_set、std::flat_multiset
• std::mdspan
• std::generator
• std::basic_string::contains, std::basic_string_view::contains
• 禁止从 nullptr 构造 std::string_view
• std::basic_string::resize_and_overwrite
• std::optional 的单子式操作：or_else、and_then、transform
• 栈踪迹（stacktrace）库
• 新的范围算法
• 新的范围适配器（视图）
• 对范围库的修改
• 对视图的修改
• 标记不可达代码：std::unreachable
• 新的词汇类型 std::expected
• std::move_only_function
• 新的带有程序提供的固定大小缓冲区的 I/O 流 std::spanstream
• std::byteswap
• std::to_underlying
• 关联容器的异质擦除

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2. 编译器支持情况

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2.1 按版本区分

• c++11 : Compiler support for C++11
• c++14 : Compiler support for C++14
• c++17 : Compiler support for C++17
• c++20 : C++ compiler support
• c++23 : C++ compiler support

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2.2 按编译器区分

• gcc : C++ Standards Support in GCC
• clang : C++ Support in Clang
• 汇总 : cpp/compiler support/vendors

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3. 参考

[1] Bjarne Stroustrup. c++11：感觉像是门新语言. Cpp-Club. Available at : https://github.com/Cpp-Club/Cxx_HOPL4_zh/blob/main/04.md, 2023-6-11.

[2] Wikipedia. c++14. Available at: https://zh.wikipedia.org/wiki/c++14.

[3] [美] Bjarne Stroustrup. C++之旅（第3版）. pansz. 北京: 电子工业出版社, 2023-10(1).

[4] cppreference. c++23. Available at: https://zh.cppreference.com/w/cpp/23, 2024-3-3.