淺談C++20新增內(nèi)容
C++20 是 C++ 語(yǔ)言的一次重大更新,它引入了許多新特性,使代碼更現(xiàn)代化、簡(jiǎn)潔且高效。以下是 C++20 的主要新增內(nèi)容:
1. 概念(Concepts)
概念用于約束模板參數(shù),使模板編程更加直觀和安全。
#include <concepts>
#include <iostream>
template <std::integral T> // 約束 T 必須是整數(shù)類(lèi)型
T add(T a, T b) {
return a + b;
}
int main() {
std::cout << add(3, 4) << "\n"; // OK
// std::cout << add(3.5, 4.2); // 編譯錯(cuò)誤:double 不是整數(shù)
}
2. 范圍庫(kù)(Ranges)
C++20 引入了 std::ranges 以更優(yōu)雅地操作序列。
#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int x : v | std::views::filter([](int n) { return n % 2 == 0; })) {
std::cout << x << " "; // 輸出: 2 4
}
}
3. 協(xié)程(Coroutines)
C++20 引入了協(xié)程,使得異步編程更加高效。
#include <coroutine>
#include <iostream>
struct Task {
struct promise_type {
Task get_return_object() { return {}; }
std::suspend_never initial_suspend() { return {}; }
std::suspend_never final_suspend() noexcept { return {}; }
void return_void() {}
void unhandled_exception() {}
};
};
Task example() {
std::cout << "Hello, ";
co_await std::suspend_always{};
std::cout << "World!\n";
}
int main() {
example(); // 輸出: Hello,
}
4. std::span(輕量級(jí)數(shù)組視圖)
std::span 提供更安全和高效的數(shù)組訪問(wèn)方式,無(wú)需拷貝數(shù)據(jù)。
#include <span>
#include <iostream>
void print(std::span<int> s) {
for (int n : s) std::cout << n << " ";
}
int main() {
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
print(arr); // 自動(dòng)推導(dǎo)為 span
}
5. 三路比較運(yùn)算符(<=>,Spaceship Operator)
引入三路比較運(yùn)算符 operator<=>,簡(jiǎn)化比較運(yùn)算符的定義。
#include <iostream>
#include <compare>
struct Point {
int x, y;
auto operator<=>(const Point&) const = default; // 自動(dòng)生成所有比較運(yùn)算符
};
int main() {
Point p1{1, 2}, p2{2, 3};
std::cout << (p1 < p2) << "\n"; // 輸出: 1 (true)
}
6. constexpr 關(guān)鍵字增強(qiáng)
C++20 允許 constexpr 函數(shù)包含 try-catch 語(yǔ)句和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。
#include <vector>
constexpr int sum(const std::vector<int>& v) {
int total = 0;
for (int n : v) total += n;
return total;
}
int main() {
constexpr std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
static_assert(sum(v) == 15);
}
7. 模塊(Modules)
C++20 引入模塊化機(jī)制,減少 #include 依賴(lài),提高編譯速度。
// mymodule.cpp
export module mymodule;
export int add(int a, int b) { return a + b; }
// main.cpp
import mymodule;
#include <iostream>
int main() {
std::cout << add(3, 4) << "\n"; // 輸出: 7
}
8. std::jthread(自動(dòng)管理的線程)
C++20 引入 std::jthread,在析構(gòu)時(shí)自動(dòng) join() 線程,防止資源泄露。
#include <thread>
#include <iostream>
int main() {
std::jthread t([] { std::cout << "Running in thread\n"; });
} // `t` 自動(dòng) `join()`,無(wú)需手動(dòng)管理
9. std::bit_cast(高效的類(lèi)型轉(zhuǎn)換)
std::bit_cast<T>(value) 用于無(wú)損轉(zhuǎn)換 POD 類(lèi)型,無(wú)額外開(kāi)銷(xiāo)。
#include <bit>
#include <iostream>
int main() {
float f = 3.14f;
int i = std::bit_cast<int>(f);
std::cout << i << "\n"; // 按位轉(zhuǎn)換,無(wú)額外開(kāi)銷(xiāo)
}
10. std::format(格式化字符串)
類(lèi)似 printf 的格式化 API,但更安全。
#include <format>
#include <iostream>
int main() {
std::cout << std::format("Hello, {}!", "world") << "\n"; // 輸出: Hello, world!
}
11. std::ranges::views::zip(打包多個(gè)容器)
C++20 提供 std::ranges::views::zip 讓多個(gè)容器同步迭代。
#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> a = {1, 2, 3};
std::vector<std::string> b = {"one", "two", "three"};
for (auto [x, y] : std::views::zip(a, b)) {
std::cout << x << " -> " << y << "\n";
}
}
12. std::stop_token(線程取消機(jī)制)
C++20 引入 std::stop_token,用于安全地取消線程。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <stop_token>
void task(std::stop_token st) {
while (!st.stop_requested()) {
std::cout << "Working...\n";
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
}
}
int main() {
std::jthread t(task);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
t.request_stop(); // 取消線程
}
總結(jié)
C++20 是 C++11 以來(lái)最重要的一次更新,新增的特性大大提升了代碼的 可讀性、可維護(hù)性 和 性能,主要包括:
- 更好的模板編程:概念 (
concepts)、if constexpr - 更現(xiàn)代的 STL:
std::span、std::format、std::ranges - 更優(yōu)雅的多線程支持:
std::jthread、std::stop_token - 協(xié)程 (
coroutines):支持co_await語(yǔ)法 - 編譯速度優(yōu)化:模塊 (
modules)
C++20 提供了更現(xiàn)代化的編程方式,使開(kāi)發(fā)更加 高效、安全,是值得學(xué)習(xí)和使用的版本!
到此這篇關(guān)于淺談C++20新增內(nèi)容的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++20新增內(nèi)容內(nèi)容請(qǐng)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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