C++17新特性個人總結(jié)
更新時間：2020年07月22日 10:55:07 作者：岸居仔
這篇文章主要介紹了C++17新特性個人總結(jié)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
C++17
編譯器版本：GCC 7.1、Clang 5.0
__cplusplus：201703L
編譯選項：-std=c++17
1 關(guān)鍵字
1.1 constexpr
擴(kuò)展constexpr使用范圍，可用于if語句中，也可用于lambda表達(dá)式中。
例子1：
#include<iostream>
template<bool ok>
constexpr void foo()
{
//在編譯期進(jìn)行判斷，if和else語句不生成代碼
if constexpr (ok == true)
{
//當(dāng)ok為true時，下面的else塊不生成匯編代碼
std::cout << "ok" << std::endl;
}
else
{
//當(dāng)ok為false時，上面的if塊不生成匯編代碼
std::cout << "not ok" << std::endl;
}
}
int main()
{
foo<true>();//輸出ok，并且匯編代碼中只有std::cout << "ok" << std::endl;這一句
foo<false>();//輸出not ok，并且匯編代碼中只有std::cout << "not ok" << std::endl;這一句
return 0;
}
例子2：
int main()
{
constexpr auto add1 = [](int n, int m){
auto func1 = [=] { return n; }; //func1 lambda表達(dá)式
auto func2 = [=] { return m; }; //func2 lambda表達(dá)式
return [=] { return func1() + func2(); };
};
constexpr auto add2 = [](int n, int m){
return n + m;
};
auto add3 = [](int n, int m){
return n + m;
};
int sum1 = add1(30, 40)( ); //傳入常量值，add1在編譯期計算，立即返回70
int sum2 = add2(sum1, 4); //由于傳入非constexpr變量，add2的constexpr失效，變成運行期lambda
constexpr int sum3 = add3(1, 2); //sum3為constexpr變量，傳入常量值，add3變成編譯期lambda，立即返回3
int sum4 = add2(10, 2);//傳入常量值，add2在編譯期計算，立即返回12
return 0;
}
1.2 static_assert
擴(kuò)展static_assert用法，靜態(tài)斷言的顯示文本可選。
如：
static_assert(true, ""); static_assert(true);//c++17支持
1.3 auto
擴(kuò)展auto的推斷范圍
如：
auto x1 = { 1, 2 }; //推斷出std::initializer_list<int>類型
auto x2 = { 1, 2.0 }; //錯誤：類型不統(tǒng)一，無法推斷
auto x3{ 1, 2 }; //錯誤：auto的聚合初始化只能一個元素
auto x4 = { 3 }; //推斷出std::initializer_list<int>類型
auto x5{ 3 }; //推斷出int類型
1.4 typename
擴(kuò)展用法，允許出現(xiàn)在模板的模板的參數(shù)中。
首先回顧一下typename的用法，①用于模板中，表示模板參數(shù)為類型；②用于聲明某名字是變量名
如例1：
struct A
{
typedef int Example;
};
//第一種用法：聲明模板參數(shù)為類型
template<typename T>
struct B { };
struct C
{
typedef typename A::Example E;//第二種用法：聲明某名字為一種類型
};
int main()
{
typename A::Example e;//第二種用法：聲明某名字為一種類型
return 0;
}
新特性下的typename用法，
如例2：
#include<iostream>
#include<typeinfo>
template<typename T>
struct A
{
int num;
A()
{
std::cout << "A Construct" << std::endl;
std::cout << "template typename is: " << typeid (T).name() << std::endl;
}
};
//此處的T可省略，X代表模板類型，T和X前的typename可替換成class
template<template<typename T> typename X>
struct B
{
X<double> e;
B() { std::cout << "B Construct" << std::endl; }
};
int main()
{
A<B<A>> a;
std::cout << "***************************" << std::endl;
B<A> b;
return 0;
}
運行結(jié)果：
1.5 inline
擴(kuò)展用法，可用于定義內(nèi)聯(lián)變量，功能與內(nèi)聯(lián)函數(shù)相似。inline可避免函數(shù)或變量多重定義的問題，如果已定義相同的函數(shù)或變量（且該函數(shù)或變量聲明為inline），編譯器會自動鏈接到該函數(shù)或變量。
如（不發(fā)生錯誤）：
// test.h
inline void print()
{
std::cout << "hello world" << std::endl;
}
inline int num = 0;
// func.h
include "test.h"
inline void add(int arg)
{
num += arg;
print();
}
// main.cpp
include "func.h"
int main()
{
num = 0;
print();
add(10);
return 0;
}
2 語法
2.1 折疊表達(dá)式
用于變長參數(shù)模板的解包，只支持各種運算符（和操作符），分左、右折疊
如：
#include<string>
template<typename ... T>
auto sum(T ... arg)
{
return (arg + ...);//右折疊
}
template<typename ... T>
double sum_strong(T ... arg)
{
return (arg + ... + 0);//右折疊
}
template<typename ... T>
double sub1(T ... arg)
{
return (arg - ...);//右折疊
}
template<typename ... T>
double sub2(T ... arg)
{
return (... - arg);//左折疊
}
int main()
{
int s1 = sum(1, 2, 2, 4, 5);//解包：((((1+)2+)3+)4+)5 = 15
double s2 = sum(1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6);
double s3 = sum(1, 2.2, 3, 4.4, 5);
double s4 = sub1(5, 2, 1, 1);//解包：((((5-)2-)1-)1) = 1
double s5 = sub2(5, 2, 1, 1);//解包：(5-(2-(1-(1)))) = 3
double s6 = sum_strong();//s6 = 0
std::string str1("he");
std::string str2("ll");
std::string str3("o ");
std::string str4("world");
std::string str5 = sum(str1, str2, str3, str4);//str5 = "hello world"
return 0;
}
2.2 結(jié)構(gòu)化綁定
用一對包含一個或多個變量的中括號，表示結(jié)構(gòu)化綁定，但是使用結(jié)構(gòu)化綁定時，須用auto關(guān)鍵字，即綁定時聲明變量
例子1：
/*
* 例子：多值返回
*/
struct S
{
double num1;
long num2;
};
S foo(int arg1, double arg2)
{
double result1 = arg1 * arg2;
long result2 = arg2 / arg1;
return {result1, result2};//返回結(jié)構(gòu)體S對象
};
int main()
{
auto [num1, num2] = foo(10, 20.2);//自動推導(dǎo)num1為double，num2為long
return 0;
}
例子2：
#include<list>
#include<map>
/*
* 例子：循環(huán)遍歷
*/
template<typename T, typename U>
struct MyStruct
{
T key;
U value;
};
int main()
{
std::list<MyStruct<int, double>> Container1;
std::map<int, MyStruct<long long, char>> Container2;
for(auto [key, value] : Container1)
{
//key為int類型，value為double類型
}
for(auto [key, value] : Container2)
{
//key為int類型，value為MyStruct<long long, char>類型
//value1為long long類型，value2為char類型
auto [value1, value2] = value;
}
return 0;
}
2.3 允許非類型模板參數(shù)進(jìn)行常量計算
非類型模板參數(shù)可傳入類的靜態(tài)成員
如：
class MyClass
{
public:
static int a;
};
template<int *arg>
void foo() {}
int main()
{
foo<&MyClass::a>();
return 0;
}
2.4 條件分支語句初始化
在if和switch中可進(jìn)行初始化
如：
template<long value>
void foo(int &ok)
{
if constexpr (ok = 10; value > 0)
{
}
}
int main()
{
int num = 0;
if(int i = 0; i == 0)
{
}
foo<10>(num);
switch(int k = 10; k)
{
case 0:break;
case 1:break;
default:break;
}
return 0;
}
2.5 聚合初始化
在初始化對象時，可用花括號進(jìn)行對其成員進(jìn)行賦值
如：
struct MyStruct1
{
int a;
int b;
};
struct MyStruct2
{
int a;
MyStruct1 ms;
};
int main()
{
MyStruct1 a{10};
MyStruct2 b{10, 20};
MyStruct2 c{1, {}};
MyStruct2 d{{}, {}};
MyStruct2 e{{}, {1, 2}};
return 0;
}
2.6 嵌套命名空間
簡化多層命名空間的寫法
如：
//傳統(tǒng)寫法
namespace A
{
namespace B
{
namespace C
{
};
};
};
//新寫法
namespace A::B::C
{
};
2.7 lambda表達(dá)式捕獲*this的值
lambda表達(dá)式可捕獲*this的值，但this及其成員為只讀
如：
struct MyStruct {
double ohseven = 100.7;
auto f() {
return [this] {
return [*this] {
this->ohseven = 200.2;//錯誤，只讀變量不可賦值
return ohseven;//正確
};
}();
}
auto g() {
return []{
return [*this]{};//錯誤，外層lambda表達(dá)式?jīng)]有捕獲this
}();
}
};
2.8 枚舉[類]對象的構(gòu)造
可以給枚舉[類]對象賦值
如：
enum MyEnum { value };
MyEnum me {10};//錯誤：不能用int右值初始化MyEnum類型對象
enum byte : unsigned char { };
byte b { 42 }; //正確
byte c = { 42 }; //錯誤：不能用int右值初始化byte類型對象
byte d = byte{ 42 }; //正確，其值與b相等
byte e { -1 }; //錯誤：常量表達(dá)式-1不能縮小范圍為byte類型
struct A { byte b; };
A a1 = { { 42 } }; //錯誤：不能用int右值初始化byte類型對象
A a2 = { byte{ 42 } }; //正確
void f(byte);
f({ 42 }); //錯誤：無類型說明符
enum class Handle : unsigned int { value = 0 };
Handle h { 42 }; //正確
2.9 十六進(jìn)制單精度浮點數(shù)字面值
以0x前綴開頭的十六進(jìn)制數(shù)，以f后綴的單精度浮點數(shù)，合并，就有了十六進(jìn)制的單精度浮點數(shù)
如：
int main()
{
float value = 0x1111f;
return 0;
}
2.10 基于對齊內(nèi)存的動態(tài)內(nèi)存分配
談到動態(tài)內(nèi)存分配，少不了new和delete運算符，新標(biāo)準(zhǔn)中的new和delete運算符新增了按照對齊內(nèi)存值來分配、釋放內(nèi)存空間的功能（即一個新的帶對齊內(nèi)存值的new、delete運算符重載）
函數(shù)原型：
void* operator new(std::size_t size, std::align_val_t alignment); void* operator new[](std::size_t size, std::align_val_t alignment); void operator delete(void*, std::size_t size, std::align_val_t alignment); void operator delete[](void*, std::size_t size, std::align_val_t alignment);
參數(shù)說明：
size —— 分配的字節(jié)數(shù)。必須為alignment的整數(shù)倍。
alignment —— 指定的對齊內(nèi)存值。必須是實現(xiàn)支持的合法對齊。
new的返回值：
成功，返回指向新分配內(nèi)存起始地址的指針。
用法例子：
#include<new>
struct alignas(8) A {};
int main()
{
A *a = static_cast<A *>(::operator new(sizeof(A), static_cast<std::align_val_t>(alignof (A))));
::operator delete(a, sizeof(A), static_cast<std::align_val_t>(alignof (A)));
return 0;
}
2.11 細(xì)化表達(dá)式的計算順序
為了支持泛型編程和重載運算符的廣泛使用，新特性將計算順序進(jìn)行的細(xì)化
如以下爭議代碼段：
#include<map>
int main()
{
std::map<int, int> tmp;
//對于std::map的[]運算符重載函數(shù)，在使用[]新增key時，std::map就已經(jīng)插入了一個新的鍵值對
tmp[0] = tmp.size();//此處不知道插入的是{0, 0}還是{0, 1}
return 0;
}
為了解決該情況，新計算順序規(guī)則為：
①后綴表達(dá)式從左到右求值。這包括函數(shù)調(diào)用和成員選擇表達(dá)式。
②賦值表達(dá)式從右向左求值。這包括復(fù)合賦值。
③從左到右計算移位操作符的操作數(shù)。
2.12 模板類的模板參數(shù)自動推導(dǎo)
定義模板類的對象時，可以不指定模板參數(shù)，但必須要在構(gòu)造函數(shù)中能推導(dǎo)出模板參數(shù)
如：
template<class T> struct A {
explicit A(const T&, ...) noexcept {} // #1
A(T&&, ...){} // #2
};
int i;
A a1 = { i, i }; //錯誤，不能根據(jù)#1推導(dǎo)為右值引用，也不能通過#1實現(xiàn)復(fù)制初始化
A a2{i, i}; //正確，調(diào)用#1初始化成功，a2推導(dǎo)為A<int>類型
A a3{0, i}; //正確，調(diào)用#2初始化成功，a2推導(dǎo)為A<int>類型
A a4 = {0, i}; //正確，調(diào)用#2初始化成功，a2推導(dǎo)為A<int>類型
template<class T> A(const T&, const T&) -> A<T&>; // #3 template<class T> explicit A(T&&, T&&) -> A<T>; // #4
A a5 = {0, 1}; //錯誤，#1和#2構(gòu)造函數(shù)結(jié)果相同（即沖突）。根據(jù)#3推導(dǎo)為A<int&>類型
A a6{0, 1}; //正確，通過#2推斷為A<int>類型
A a7 = {0, i}; //錯誤，不能將非靜態(tài)左值引用綁定到右值。根據(jù)#3推導(dǎo)為A<int&>類型
A a8{0, i}; //錯誤，不能將非靜態(tài)左值引用綁定到右值。根據(jù)#3推導(dǎo)為A<int&>類型
template<class T>
struct B {
template<class U>
using TA = T;//定義別名
template<class U>
B(U, TA<U>);//構(gòu)造函數(shù)
};
B b{(int*)0, (char*)0}; //正確，推導(dǎo)為B<char *>類型
2.13 簡化重復(fù)命名空間的屬性列表
如：
[[ using CC: opt(1), debug ]] void f() {}
//作用相同于 [[ CC::opt(1), CC::debug ]] void f() {}
2.14 不支持、非標(biāo)準(zhǔn)的屬性
在添加屬性列表時，編譯器會忽略不支持的非標(biāo)準(zhǔn)的屬性，不會發(fā)出警告和錯誤。
2.15 改寫與繼承構(gòu)造函數(shù)
在類的繼承體系中，構(gòu)造函數(shù)的自動調(diào)用是一個令人頭疼的問題。新特性引入繼承與改寫構(gòu)造函數(shù)的用法。
例子1：
#include<iostream>
struct B1
{
B1(int) { std::cout << "B1" << std::endl; }
};
struct D1 : B1 {
using B1::B1;//表示繼承B1的構(gòu)造函數(shù)
};
D1 d1(0); //正確，委托基類構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化，調(diào)用B1::B1(int)
例子2：
#include<iostream>
struct B1
{
B1(int) { std::cout << "B1" << std::endl; }
};
struct B2
{
B2(int) { std::cout << "B2" << std::endl; }
};
struct D1 : B1, B2 {
using B1::B1;//表示繼承B1的構(gòu)造函數(shù)
using B2::B2;//表示繼承B2的構(gòu)造函數(shù)
};
D1 d1(0); //錯誤：函數(shù)沖突，
struct D2 : B1, B2
{
using B1::B1;
using B2::B2;
//正確，D2::D2(int)隱藏了B1::B1(int)和B2::B2(int)。另外由于B1和B2沒有默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，因此必須顯式調(diào)用B1和B2的構(gòu)造函數(shù)
D2(int) : B1(1), B2(0)
{ std::cout << "D2" << std::endl; }
};
struct D3 : B1
{
using B1::B1;
};
D3 d3(0);//正確，繼承B1的構(gòu)造函數(shù)，即利用B1的構(gòu)造函數(shù)來初始化，輸出B1
// 程序入口
int main()
{
D2 d(100);//編譯通過，輸出B1 B2 D2
return 0;
}
例子3：
#include<iostream>
struct B1
{
B1() { std::cout << "B1 default" << std::endl; }
B1(int) { std::cout << "B1" << std::endl; }
};
struct B2
{
B2() { std::cout << "B2 default" << std::endl; }
B2(int) { std::cout << "B2" << std::endl; }
};
struct D1 : B1, B2
{
using B1::B1;
using B2::B2;
//正確，D2::D2(int)隱藏了B1::B1(int)和B2::B2(int)，但必須要顯示調(diào)用B1和B2的構(gòu)造函數(shù)
D1(int) : B1(1), B2(0)
{ std::cout << "D2" << std::endl; }
//有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，在不顯示調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)時自動調(diào)用基類的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
D1() { std::cout << "D2 default" << std::endl; }
};
// 程序入口
int main()
{
D1 d(100);//編譯通過，輸出B1 B2 D2
D1 dd;
//輸出
//B1 default
//B2 default
//D2 default
return 0;
}
2.16 內(nèi)聯(lián)變量
見1.5
2.17 用auto作為非類型模板參數(shù)
當(dāng)模板參數(shù)為非類型時，可用auto自動推導(dǎo)類型
如：
#include<iostream>
template<auto T>
void foo()
{
std::cout << T << std::endl;
}
int main()
{
foo<100>();//輸出100
foo<int>();//no matching function for call to "foo<int>()"
return 0;
}
3 宏
3.1 __has_include
判斷有沒有包含某文件
如：
int main()
{
#if __has_include(<cstdio>)
printf("hehe");
#endif
#if __has_include("iostream")
std::cout << "hehe" << std::endl;
#endif
return 0;
}
4 屬性
4.1 fallthrough
用于switch語句塊內(nèi)，表示會執(zhí)行下一個case或default
如：
int main()
{
int ok1, ok2;
switch (0)
{
case 0:
ok1 = 0;
[[fallthrough]];
case 1:
ok2 = 1;
[[fallthrough]];
}
return 0;
}
4.2 nodiscard
可用于類聲明、函數(shù)聲明、枚舉聲明中，表示函數(shù)的返回值沒有被接收，在編譯時會出現(xiàn)警告。
如：
[[nodiscard]] class A {}; //該屬性在這其實沒用
[[nodiscard]] enum class B {}; //該屬性在這其實沒用
class C {};
[[nodiscard]] int foo()
{ return 10; }
[[nodiscard]] A func1() { return A(); }
[[nodiscard]] B func2() { return B(); }
[[nodiscard]] C func3() { return C(); }
int main()
{
foo();//warning: ignoring return value
func1();//warning: ignoring return value
func2();//warning: ignoring return value
func3();//warning: ignoring return value
return 0;
}
4.3 maybe_unused
可用于類、typedef、變量、非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員、函數(shù)、枚舉或枚舉值中。用于抑制編譯器對沒用實體的警告。即加上該屬性后，對某一實體不會發(fā)出“沒有用”的警告。
用法例子：
[[maybe_unused]] class A {};
[[maybe_unused]] enum B {};
[[maybe_unused]] int C;
[[maybe_unused]] void fun();
結(jié)語
本次檢驗C++17新特性使用了GCC編譯器，對于Clang的支持性方面沒有做出差異測試。若有問題，歡迎指出
到此這篇關(guān)于C++17新特性個人總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++17新特性內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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