C++17新特性

C++17新特性

语言特性

1. 使用auto声明非类型模板参量

2. 折叠表达式

   提供模板参数包的折叠

   template <typename... Args>
   bool logicalAnd(Args... args) {
       // 二元折叠
       return (true && ... && args);
   }
   bool b = false;
   bool& b2 = b;
   logicalAnd(b, b2, true); // == false
   
   template <typename... Args>
   auto sum(Args... args) {
       // 一元折叠
       return (... + args);
   }
   sum(5, 5.0, 7); // == 17
   

3. 内联变量

4. constexpr lambda

   使用constexpr完成编译时的lambda表达式

5. 列表初始化推导新规则

   auto x = {1, 2, 3}; // deduct to std::initializer_list<int> before ,now deduct to int
   

6. 嵌套命名空间

   这个特性使命名空间嵌套更加简洁：

   // before c++17
   namespace A{
       namespace B{
           namespace C{
               int i;
           }
       }
   }
   
   // c++17
   namespace A::B::C{
       int i;
   }
   

7. 结构绑定

   这个特性可以用于解结构初始化，使用方式为auto [x,y,z] = expr;当expr为类元组对象时，其中的元素将对应绑定到x,y,z。类元组对象包括std::pair, std::turple, std::array等。

   // first example
   using Pair = std::pair<int, int>;
   Pair init(){
       return Pair{0, 0};
   }
   
   const auto [x, y] = init();
   x; // x == 0
   y; // y == 0
   
   // second example
   using u_map = std::unordered_map<std::string, int>;
   u_name mapping{
       {"a", 1},
       {"b", 2},
       {"c", 3}
   };
   
   // destructure by reference
   for (const auto [key, value] : mapping){
       cout << key << ":" << value << endl;
   }
   

8. 选择语句初始化器

   • if initializer

     // before c++17
     std::mutex mtx;
     {
         std::lock_guard<std::mutex> lk(mtx);
         if (v.empty()) v.push(val);
     }
     
     // c++17
     std::mutex mtx;
     {
         if (std::lock_guard<std::mutex> lk(mtx); v.empty()){
             v.push(val);
         }
     }
     
     

   • switch initializer

     // before c++17
     A apple(args);
     switch(auto s = apple.stat()){
     	// body
     }
     
     // c++17
     switch(A apple(args); auto s = apple.stat()){
     	// body
     }
     

9. constexpr if

   用于编写依赖于编译时条件实例化的代码

10. UTF-8 字面字符

    char c = u8'a';
    

11. 枚举列表直接初始化

    枚举现在能够使用列表进行初始化

    enum byte: unsigned char{};
    byte a = {0};
    byte d = byte{256};
    

12. [[nodiscard]] [[fallthrough]] [[maybe_unused]] 属性

13. __has_include宏操作符

    这个特性可以用来检查库是否可以被引入。

    #ifdef __has_include
    #if __has_include(<iostream>) // 如果能够引入，返回true
    #include <iostream>
    #define have_iostream 1
    #else
    #define have_iostream 0
    #endif
    

14. 类模板参数推导（CTAD）

    这个特性，使类模板的参数也能够进行推导

    std::vector nums{1, 2, 3}; // deduct to std::vector<int>
    
    std::mutex mtx;
    auto lk = std::lock_guard{mtx}; // deduct to std::lock_guard<std::mutex>
    
    auto p = std::pair{0.2, 0.3}; // deduct to std::pair<int, int>
    

库特性

1. std::variants

   相当于类型安全的union，同时只能存在一个值

   std::variant<int, int, double>  v{1.20};
   std::get<double>(v); // 1.20
   std::get<2>(v); // 1.20
   

2. std::optional

   std::optional<std::string> create(bool b) {
     if (b) {
       return "cts";
     } else {
       return {};
     }
   }
   
   create(false).value_or("mx"); // == "mx"
   create(true).value(); // == "cts"
   

3. std::any

   类型安全的容器，存放任意类型的单值。

   std::any x{1};
   any_cast<int>(x);
   std::any_cast<int&>(x) = 10; // x==10
   int s = any_cast<int>(x); // 这一步会将x存储的值转换为一个左值。
   

4. std::string_view

   非所有权字符串引用

5. std::invoke

   唤醒一个有参数的可调用对象

6. std::apply

   唤醒一个有参数元组的可调用对象

7. std::filesystem

   提供操作文件系统目录、文件和路径的标准方式。

8. std::byte

   提供一个以字节表示数据的标准方式，与char和unsigned char相比的优点是byte对象非字符类型和算术类型，只能够使用位操作。

   std::byte x {0};
   std::byte y {0xAA};
   std::byte z = x & y;
   int i = std::to_integer<int>(z); // 0
   

9. map和set的分片

10. 并行算法

    增加了find, copy, sort的并行执行操作par并行, seq顺序, par_unseq并行非顺序

    std::vector v;
    std::find(std::execution::par, v.begin(), v.end(), 2);
    

11. std::sample

    sample给定学列中的若干个元素，每个元素都有一个均等的被挑选的机会。

12. std::clamp

    clamp的作用是获取一个在由高值、低值范围限定的给定值。

13. std::reduce

    与std::accmulate类似，在<numeric>中。

14. prefix sum algorithms

    inclusive_scan和exclusive_scan

15. GCD (great common divisor) 和 LCM (least common multiple)

    最大公约数和最小公倍数，最小公倍数是基于最大公约数进行计算的

    const int a = 9;
    const int b = 3;
    std::gcd(a, b); // 3
    std::lcm(a, b); //
    

16. std::not_fn

    返回给定函数结果的否定值

17. 字符串转换to/from数字

    • to_chars()
    • from_chars()