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TUhjnbcbe - 2023/11/30 0:48:00

全文共字,预计学习时长6分钟

来源:Pexels

作为一种计算机语言,C++经历了许多发展变化。

当然,这些改变并不是一蹴而就的。C++曾经缺乏活力与创新,因此很不受欢迎。

但是在C++标准委员会决定加速发展这个语言之后,形势发生了改变。

年起,C++一跃成为了具有活力、不断演进、广受喜爱的计算机语言。

C++蜕变后也并没有简单多少,仍是最难的编程语言之一。但是,C++确实比之前更加人性化了。

本文要讲的是的C++的一些新特性(以有8年历史的C++11为例),相信每个程序员都会对这个话题感兴趣。

注:本文略过了一些高级特性。

1.关键字auto

当C++11第一次引入auto时,程序员们纷纷喜极而泣!

auto的意义是使C++编译器可以在编译时推导数据类型,这样就不用每次都要声明数据类型了。当数据类型为mapstring,vectorpairint,int时尤为便捷。

没有initializer,就无法声明数据类型(见第五行)。这是说得通的。第五行指令并没有让编译器推导数据类型。

起初,auto的功能比较有限。在之后新版本的C++中,auto的功能越来越强大。

第七行和第八行中使用了括号初始化(bracketedinitialization),这也是C++11的新特性之一。

请注意使用auto时,编译器必须能够推导数据类型。

一个有趣的问题是:如果写下autoa={1,2,3}会发生什么?这是个编译错误吗?是一个矢量吗?

实际上,C++11引入了std::initializer_listtype.如果声明auto,花括号初始化列表会被当做轻量级容器。

最终,正如前文所言,当数据结构复杂时,编译器类型推导很有帮助:

别忘了检查第25行!auto[v1,v2]=itr.second纯粹是C++17的新特性。这个特性叫做结构化绑定。在旧版本C++中,程序员需要单独获取每个变量。但是结构化绑定给这一过程带来了便利。此外,如果想获得数据使用引用(reference),只需要加上一个symbol--auto[v1,v2]=itr.second.

2.Lambda表达式

C++11引入了lambda表达式,这类似于JavaScript里的匿名函数。它们都是函数对象,没有名字,且基于简洁的语法在不同作用域上捕获变量。它们也可以被分配给变量。

如果需要在代码中进行一些小而快的操作,又不愿意为此单独写一个函数,那么Lambdas很有用。另一种常见用法是将lambdas作为比较函数。

以上例子可以说明很多问题。

首先,请注意花括号初始化是如何提升权重的。然后是通用的begin(),end()(这也是C++11的新增部分)。接着是作为数据比较器的lambda函数。lambda函数的参数被声明为auto(这是C++14的新增部分)。在C++14之前是不能对于函数参数使用auto的。

正如现代C++的awesome库中定义的那样:

·[]—不捕获任何对象。所以不能在lambda表达式内使用全局作用域的局部变量,只能使用参数。

·[=]—按值捕获作用域中的局部对象(局部变量,参数)。只可使用不可修改。

·[]—按引用捕获作用域中的局部对象(局部变量,参数)。可以被修改。例子如下。

·[this]—按值捕获this指针。

·[a,b]—按值捕获对象a,按引用捕获对象b。

所以,如果想在lambda函数内部将数据转换为其他格式,可以利用作用域的优势来运用lambda.比如:

在上面这个例子中,如果在lambda表达式中按值捕获([factor])局部变量,则不能改变第五行的factor.原因很简单——没有权限。

最终,请注意示例中使用了val作为引用(reference).这确保了lambda函数内部的任何变化都会改变vector.

学完现代C++后,她们乐开了花!(摄影:IanSchneider图源:Unsplash)

3.if/switch内的初始化语句

C++17的这个特性十分讨喜:

很明显,现在可以同时在if/switch句块内进行变量初始化和条件检查。这有助于保持代码简洁精炼。通用形式为:

if(init-statement(x);condition(x)){

//dosomestuffhere}else{//elsehasthescopeofx//dosomeotherstuff}

4.在编译时使用constexpr

constexpr很棒!假如要评估一些表达式,且它的值一旦初始化就不会改变,那么可以预运算其值并将之作为宏。或者利用C++11提供的constexpr.

程序员倾向于尽量减少程序运行时间。所以,如果能让编译器进行一些操作并减小程序运行的压力,那么就可以缩短运行时间。

以上代码是constexpr的常见例子之一。既然声明斐波那契数列函数为constexpr,那么编译器就可以在编译时预运算fib(20).所以编译之后,可以用constlonglongbigval=来替代constlonglongbigval=fib(20).

请注意,传递参数是一个const值。这是被声明为constexpr的函数的一个重点——传递参数应该是constexpr或const。否则这里的函数会和普通函数一样,也就是说编译时不进行预运算。

变量也可以是constexpr.在这种情况下,这些变量在编译时必须可评估;否则会出现编译错误。

有趣的是,后来在C++17中引入了constexpr-if和constexpr-lambda.

5.Tuples元组

与pair非常类似,tuple是各种数据类型的固定大小值的集合。

有时,相比于tuple,使用std::array更方便。array类似于带有C++标准库的功能的plainC阵列。这个数据结构是C++11新增的。

6.类模板参数推导

这个特性的名字还挺啰嗦。从C++17开始,标准类模板也可以进行模板参数推导。之前,模板参数推导只支持函数模板。结果就是:

std::pairstd::string,intuser={M,25};//previous

std::pairuser={M,25};//C++17

这种推导是“隐性的”。这对于tuple来说就更方便了。

//previous

std::tuplestd::string,std::string,intuser(M,Chy,25);//deductioninaction!std::tupleuser2(M,Chy,25);

以上这一特性对不熟悉C++模板的人来说没有太大用处。

7.智能指针

指针有时很恐怖。由于C++语言为程序员提供了很大程度的自由,所以有时很容易搬起石头砸自己的脚。而且很多情况下,麻烦是由指针造成的。

幸运的是,C++11引入了智能指针,智能指针比普通指针便捷得多。它们通过适时释放内存来帮助程序员防止内存泄漏。它们还有助于代码达到异常安全等级。

C++为最新版本的计算机语言引入了许多全新的特性。如果你感兴趣,可以进行深入了解。

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