C++新特性

2024-06-15

字数统计: 1.1k字 | 阅读时长≈ 4分

文章介绍了一些的C++新特性，当然，这并非全部。

C++17

C++17引入了结构化绑定（Structured Bindings），使得可以将结构体、数组或元组的元素直接解包到独立的变量中。这在以前需要手动解包的情况下非常有用。

std::tuple<int, double, std::string> tpl = {1, 2.3, "text"};
auto [i, d, s] = tpl; // i=1, d=2.3, s="text"

2. if和switch的初始化语句

在C++17中，可以在if和switch语句中直接包含初始化语句，这样可以提高代码的可读性和简洁性。

if (auto it = myMap.find(key); it != myMap.end()) {
    // 使用 it
}

3. std::optional

std::optional 提供了一种类型安全的方式来表示一个值可能存在或不存在，避免了使用指针或特殊值表示空值的问题。

std::optional<int> maybeInt = 42;
if (maybeInt) {
    std::cout << "Value: " << *maybeInt << std::endl;
}

4. std::variant

std::variant 是一个类型安全的联合体，可以存储多个类型中的一个。这使得可以更方便地处理多种类型的值。

std::variant<int, float, std::string> v;
v = 42;
v = "hello";

5. std::any

std::any 可以存储任意类型的值，并在运行时确定类型。这对于需要在运行时处理各种类型的情况非常有用。

std::any a = 42;
a = std::string("hello");

6. std::filesystem

std::filesystem 提供了跨平台的文件系统操作，使得文件和目录的管理更加方便。

#include <filesystem>
namespace fs = std::filesystem;

fs::create_directory("example");

7. 内联变量

内联变量允许在头文件中定义变量，而无需担心重复定义的问题。

inline int myVar = 42;

8. constexpr lambda

Lambda 表达式现在可以是 constexpr，允许在编译时进行计算，提高了程序的性能和效率。

auto add = [](int a, int b) constexpr { return a + b; };
static_assert(add(1, 2) == 3);

9. 折叠表达式

折叠表达式（Fold Expressions）简化了对可变参数模板的操作，使得模板的使用更加灵活和方便。

template<typename... Args>
auto sum(Args... args) {
    return (args + ...); // 左折叠
}

10. 其他改进

模板参数推导：类模板可以根据构造函数的参数自动推导模板参数，减少了模板使用时的冗余。
增强的constexpr：更多的标准库函数现在是 constexpr，如 std::strlen，可以在编译时进行计算。
std::byte 类型：提供了一种类型安全的字节表示，避免了直接操作原始字节的问题。

C++20

模块化编程 (Modules)

C++20引入了模块化编程的概念，这是对传统的#include预处理器指令的一种更现代化的替代方式。模块化编程使得代码更加模块化和可重用，同时提高了构建速度。

// math.h
export module math;

export int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// main.cpp
import math;

int main() {
    int result = add(3, 4);
    return 0;
}

概念 (Concepts)

概念是对模板类型的约束，它们使得模板代码更加清晰并提供更好的错误信息。

template <typename T>
concept Arithmetic = std::is_arithmetic_v<T>;

template <Arithmetic T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

范围式for循环的初始化语句

C++20允许在范围式for循环中使用初始化语句，使得代码更加简洁。

std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

for (auto it = numbers.begin(); auto& num : numbers) {
    // 使用it和num
}

常量求值 (Constexpr)

C++20扩展了constexpr的能力，允许在编译时计算更复杂的表达式和逻辑。

constexpr int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    else return n * factorial(n - 1);
}

constexpr int result = factorial(5);  // 在编译时计算阶乘

类型特征 (Type Traits)

C++20引入了一些新的类型特征，例如is_nothrow_convertible_v和is_invocable_v，用于检查类型的特性。

if constexpr (std::is_nothrow_convertible_v<int, double>) {
    // 确保int到double的转换不会抛出异常
}

Calendar和Timezone库

C++20新增了对日期、时间和时区的支持，使得处理日期和时间更加方便和可靠。

#include <chrono>
#include <iostream>

int main() {
    auto now = std::chrono::system_clock::now();
    std::cout << std::chrono::format("%Y-%m-%d %H:%M:%S", now) << std::endl;
    return 0;
}

本文作者： hzr
本文链接： https://HZR0709.github.io/2024/06/15/Cpp-New-feature/
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