Qt5 中的 C++11 特性概览

原文：Olivier Goffart 发布时间：2012 年 6 月 11 日 原文链接：https://woboq.com/blog/cpp11-in-qt5.html

C++11 是当时最新的 C++ 标准版本，为语言本身引入了大量重要的新特性。

Qt 4.8 是第一个在其 API 中开始使用部分 C++11 特性的 Qt 版本。

在 Qt 4.8 发布之前，我曾写过一篇关于 Qt 4.8 中 C++11 的博客文章，本文将不再重复那些内容。

在 Qt 5 中，我们进一步扩大了对 C++11 的使用范围。下面将详细介绍 Qt 5 中采用的一些关键 C++11 特性。

使用 Lambda 表达式作为槽（slots）

Lambda 表达式是 C++11 引入的一种新语法，用于定义匿名函数。

当需要将一个简短的函数作为参数传递时，Lambda 表达式可以避免为此单独声明一个函数，从而显著减少样板代码。

在 C++11 之前，通常需要通过重载 operator() 的结构体来实现仿函数，这种方式既冗长又影响可读性。

在 Qt 4.8 中，Lambda 已经可以用于部分 QtConcurrent 相关的函数；

而在 Qt 5 中，借助 新的 connect 语法，我们甚至可以直接将 Lambda 表达式用作槽函数。

还记得过去为了一个只有一行代码的槽函数，不得不单独写一个成员函数吗？

现在可以直接在使用的位置定义逻辑，使代码更加直观、易读：

xxxxxxxxxx
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1
connect(sender, &Sender::valueChanged,
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        [=](const QString &newValue) {
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            receiver->updateValue("senderValue", newValue);
4
        });

支持 Lambda 表达式的编译器包括：

• MSVC 2010

• GCC 4.5

• Clang 3.1

Unicode 字面量与 QStringLiteral

在 C++11 中，可以通过 u"MyString" 的形式直接生成 UTF-16 字符串字面量。

Qt 正是基于这一特性实现了 QStringLiteral。

QStringLiteral 是一个宏，用于在编译期初始化 QString，从而避免运行时构造带来的开销。

xxxxxxxxxx
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1
QString someString = QStringLiteral("Hello");

关于 QStringLiteral 的更多细节，可以参考我之前的相关博客文章。

常量表达式：constexpr

C++11 引入了 constexpr 关键字，用于标记可在编译期求值的函数或表达式。

在 Qt 5 中，我们引入了 Q_DECL_CONSTEXPR 宏：

• 当编译器支持 constexpr 时，该宏展开为 constexpr

• 否则为空

Qt 已经为一些合适的 API（例如 QFlags）添加了该标注，使它们能够用于常量表达式。

示例：

xxxxxxxxxx
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enum SomeEnum { Value1, Value2, Value3 };
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Q_DECLARE_OPERATORS_FOR_FLAGS(QFlags<SomeEnum>)
3
// 上一行会声明：
4
// Q_DECL_CONSTEXPR QFlags<SomeEnum> operator|(SomeEnum, SomeEnum) { ... }
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int someFunction(QFlags<SomeEnum> value)
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{
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    switch (value) {
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    case SomeEnum::Value1:
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        return 1;
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    case SomeEnum::Value2:
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        return 2;
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    case SomeEnum::Value1 | SomeEnum::Value3:
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        // 只有在 C++11 且 QFlags 的运算符是 constexpr 时才合法
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        return 3;
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    default:
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        return 0;
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    }
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}

注意：

这里使用了 SomeEnum::Value1 这种作用域限定写法，这在 C++11 中是允许的，而在旧标准中并不支持。

编译期断言：static_assert

C++11 提供了 static_assert，用于在编译期检测错误，并给出更清晰的错误信息。

Qt 5 中引入了以下宏：

• Q_STATIC_ASSERT

• Q_STATIC_ASSERT_X

当编译器支持 static_assert 时，这些宏会直接使用该特性；否则会退化为模板技巧实现。

Qt 在内部大量使用这些宏，以便在 API 被误用时，能提供更友好的编译期错误提示。

override 与 final

你是否曾因为以下问题而浪费时间调试？

• 重写虚函数时函数名拼写错误

• 忘记在函数末尾加上 const

• 函数签名不完全匹配，却没有任何编译错误提示

在 Qt 5 中，可以使用 Q_DECL_OVERRIDE 来标注重写的虚函数：

xxxxxxxxxx
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class MyModel : public QStringListModel {
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protected:
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    Qt::ItemFlags flags(const QModelIndex &index) Q_DECL_OVERRIDE;
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};

当编译器支持 C++11 时，Q_DECL_OVERRIDE 会展开为 override；否则为空。

如果函数签名不匹配，编译器会直接报错，例如：

xxxxxxxxxx
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1
error: 'Qt::ItemFlags MyModel::flags(const QModelIndex&)'
2
marked override, but does not override

此外，Qt 还提供了 Q_DECL_FINAL，用于标记某个虚函数不能再被重写。

Deleted 成员函数（= delete）

Qt 引入了 Q_DECL_DELETE 宏，在支持的编译器上会展开为 = delete，用于显式删除函数。

这一特性常用于禁止以下行为：

• 默认构造

• 拷贝构造

• 拷贝赋值

Qt 在 Q_DISABLE_COPY 宏中使用了该机制。

相比旧版本中通过将函数声明为 private 的方式，= delete 能提供更直观、清晰的编译错误信息。

右值引用与移动构造函数

在之前关于 Qt 4.8 的文章中，我已经介绍过右值引用的基本概念。

在 Qt 5 中，由于共享类内部引用计数实现的调整，我们得以为许多 Qt 类型添加了 移动构造函数，从而显著提升性能，减少不必要的拷贝。

总结

• MSVC 默认启用了 C++11 特性，无需额外编译选项

• GCC / Clang 需要显式指定 -std=c++0x（当时）

• Qt 5 会在支持的编译器上自动启用 C++11

如果你使用 qmake，可以在 .pro 文件中添加：

xxxxxxxxxx
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1
CONFIG += c++11

在 Qt 4 中通常需要写成：gcc:CXXFLAGS += -std=c++0x

现在，你可以尽情享受 C++11 带来的各种优秀特性了——

哪怕只是为了能用 auto，也已经非常值得升级了。