C++17中的新特性

发表于: 2019年01月13 22:00

1. auto关键字

从c++11开始,auto关键字能够通过初始化器推导出变量的类型。在c++14中,auto关键字的能力进一步提升,能够通过return语句推导出函数的返回类型。 使用auto关键字能够提高编码效率,同时能够简化重构流程。但是,C++11中的auto推导,往往结果与预期的不同。

c++11 中为了支持统一初始化,引入了新的统一初始化语法,如下所示。

// c++11
auto x3{ 1, 2 }; // std::initializer_list<int>
auto x4 = { 3 }; // decltype(x4) is std::initializer_list<int>
auto x5{ 3 };    // std::initializer_list<int>

这三种方式初始化的变量,最终类型推导的结果都是 std::initializer_list , 而不是我们认为的int。 这是因为 当用于auto声明变量的表达式是{}括起来的,推导的型别就会变成 std::initializer_list。

在C++17中,对auto表达式推导的规则进行了改变

// c++17
auto x3{ 1, 2 }; // error: not a single element
auto x4 = { 3 }; // decltype(x4) is std::initializer_list<int>
auto x5{ 3 };    // decltype(x5) is int

对比发现, auto x5{3}, 会直接将变量推导成 x5, 而 x3{1, 2} 这种方式也会编译失败。auto推导的规则变得更加直观。

2. lambda表达式

lambda也是c++11中引入的,在C++11中,lambda表达式只能用捕获this,this是当前对象的一个只读的引用。 在C++17中,可以捕获*this, *this是当前对象的一个拷贝,捕获当前对象的拷贝,能够确保当前对象释放后, lambda表达式能安全的调用this中的变量和方法。

3. inline变量

Inline 变量, inline变量可以让变量有多于一次的定义。C++17之前,我们定义全局变量, 总需要将变量定义在cpp文件中,然后在通过extern关键字来告诉编译器 这个变量已经在其他地方定义过了。 inline变量出现后,我们可以直接将全局变量定义在头文件中,而不用担心出现redefine的错误信息。

4. 条件表达式中支持初始化语句

c++17中支持在 if 或者switch 语句中进行初始化, 这个能力的出现能够让代码更加的简洁。

// c++17之前
map<int, string> c = {{1,"a"}};
{
    auto res = c.insert(make_pair(2, "b"));
    if(!res.second) {
        cout << "key 1 exist" << endl;
    } else {
        cout << "insert success, value:" << res.first->second << endl;
    }
}

上面的一段代码,由于res是一个临时变量,不想影响到后面的代码,所以用一对花括号限制了其作用域。但是如果使用c++17的语法, 在if条件中初始化res,则代码就会显得更加简洁

// c++17
map<int, string> c = {{1,"a"}};
if(auto res = c.insert(make_pair(2, "b")); !res.second ) {
    cout << "key 1 exist" << endl;
} else {
    cout << "insert success, value:" << res.first->second << endl;
}

c++17的标准库也进行了扩充, 新增了下面几种数据类型:

1. std::variant

std::variant是类型安全的联合体,是一个加强版的 union,variant支持更加复杂的数据类型,例如map,string等等

2. std::optional

std::optional表示一个可能存在的值。 当我们通过函数创建一个对象时,通常使用通过函数返回错误码,而通过出参返回对象本身。 如果通过optional返回创建的实例,就会变得更加直观,

std::optional 提供了下面几个方法:

has_value()   // 检查对象是否有值
value()       // 返回对象的值,值不存在时则抛出 std::bad_optional_access 异常
value_or()    // 值存在时返回值,不存在时返回默认值

3. std::any

一个类型安全的可以保存任何值的容器

4. std::string_view

string_view我最早使用的是boost版本的,c++17中的string_view 和 boost类似。 string_view可以理解成原始字符串一个只读引用。 string_view 本身没有申请额外的内存来存储原始字符串的data, 仅仅保存了原始字符串地址和长度等信息。 在很多情况下,我们只是临时处理字符串,本不需要对原始字符串的一份拷贝。 使用string_view可以减少不必要的内存拷贝,可以提高程序性能。相比使用字符串指针,string_view做了更好的封装。

需要注意的是,string_view 由于没有原始字符串的所有权,使用string_view 一定要注意原始字符串的生命周期。 当原始的字符串已经销毁,则不能再调用string_view。

其他特性:

除此之外,C++17还增加了一些其他特性,文中没有一一列出。

  1. bool 表达式不能用 ++, – 这两个自增(减)运算符了
  2. c++17中异常已经成为了类型系统的一部分,
  3. 枚举的直接列表初始化
  4. 结构化绑定
  5. constexpr if 表达式
  6. map支持merge和extract

C++17的新特性已经编译器的支持情况请参考 compiler_support#cpp17

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