常用的c++11新特性

在c++推出的新特性中，c++11无疑是最具影响力的，其次是c++17与c++14，所以掌握好c++11对于我们是很有必要

1.自动推导类型(auto)

• C++11引入了auto关键字，它用于推导变量的类型。使用auto可以使代码更简洁、更易于维护。

具体来说，使用auto声明变量时，编译器会根据变量的初始化表达式推导出变量的类型。例如：

auto i = 42;  // 推导出i的类型为int
auto d = 3.14;  // 推导出d的类型为double
auto s = "hello";  // 推导出s的类型为const char*

auto还可以与迭代器结合使用，例如：

std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

在这个例子中，auto推导出了迭代器的类型，使得代码更简洁。

需要注意的是，auto不能用于函数参数、类成员和非静态局部变量的声明。此外，auto推导出的类型是变量初始化表达式的类型，而不是变量本身的类型。例如：

int i = 42;
const auto& r = i;  // 推导出r的类型为const int&
auto& r2 = i;  // 推导出r2的类型为int&
auto x = r;  // 推导出x的类型为int

在这个例子中，auto推导出的类型分别是const int&、int&和int，而不是int、const int和int&。

2.lambda表达式

• C++11中的lambda表达式是一种匿名函数，可以在代码中内联定义并立即使用。它的语法如下：

[capture list] (parameter list) -> return type { function body }

其中，capture list是一个可选的捕获列表，用于捕获外部变量；parameter list是函数参数列表；return type是函数返回类型；function body是函数体。

例如，以下代码定义了一个lambda表达式，它接受两个整数参数并返回它们的和：

auto sum = [](int a, int b) -> int { return a + b; };

lambda表达式可以直接调用，如下所示：

int result = sum(1, 2); // result为3

lambda表达式的捕获列表可以用于捕获外部变量，例如：

int x = 1;
auto addX = [x](int a) -> int { return a + x; };

这个lambda表达式捕获了变量x，并将其作为常量拷贝到函数体中。因此，以下代码输出结果为3：

std::cout << addX(2) << std::endl;

lambda表达式还支持省略捕获列表、参数列表和返回类型，例如：

auto printHello = [] { std::cout << "Hello!" << std::endl; };
printHello(); // 输出结果为"Hello!"

3.智能指针

• C++11中引入了三种智能指针：

1. unique_ptr：独占式智能指针，用于管理动态分配的对象。它禁止拷贝和赋值，只能通过移动语义进行转移所有权，从而保证在任何时候都只有一个unique_ptr指向同一个对象。

2. shared_ptr：共享式智能指针，用于多个指针共享同一个对象。它使用计数机制来记录有多少个指针指向同一个对象，并在最后一个指针离开作用域时自动释放对象内存。

3. weak_ptr：弱引用智能指针，是一种特殊的共享式指针，它不会增加对象的引用计数，因此不会影响对象的生命周期。它主要用于解决shared_ptr的循环引用问题，即两个对象相互持有shared_ptr指针，导致无法释放内存的情况。通过使用weak_ptr可以打破这种循环引用，避免内存泄漏问题。

这些智能指针都是通过RAII（资源获取即初始化）机制来管理内存，可以避免手动管理内存带来的错误和麻烦。

4.范围for循环

• C++11中引入了范围for循环，也称为foreach循环，它提供了一种简单的方式来遍历容器中的元素，不需要使用迭代器或手动控制循环变量。

范围for循环的语法如下：

for (auto& element : container) {
    // do something with element
}

其中，container是一个容器，例如数组、向量、列表、映射等，element是容器中的一个元素，auto&表示自动推导类型并使用引用，以便在循环中修改元素值。

使用范围for循环遍历容器时，循环变量会依次指向容器中的每个元素，直到遍历完所有元素为止。在循环体中，可以对元素进行读取、修改或其他操作。

范围for循环的好处是代码更加简洁易读，减少了手动控制循环变量的繁琐工作，同时也避免了一些迭代器错误。

5.右值引用 - 移动语义

• C++11中的右值引用是一种新的引用类型，用于表示临时对象或即将被销毁的对象。它的语法是在类型前添加双引号“&&”。

右值引用有两个主要的应用：

1. 移动语义

右值引用可以用于实现移动语义，即将一个对象的资源（如内存）转移到另一个对象，避免了复制和分配内存的开销。移动语义在C++11中被广泛应用于STL容器和智能指针等类中。

2. 完美转发

右值引用还可以用于完美转发，即在函数调用时将参数以原始类型传递给另一个函数，避免了复制和转换的开销。完美转发在泛型编程中非常有用，可以实现更高效的代码。

需要注意的是，右值引用只能绑定到右值，不能绑定到左值。如果尝试将右值引用绑定到左值，编译器将会报错。
以下是一个使用右值引用实现移动语义的例子：

class MyString {
public:
    MyString() : data(nullptr), len(0) {}

    MyString(const char* str) {
        len = strlen(str);
        data = new char[len + 1];
        strcpy(data, str);
    }

    MyString(const MyString& rhs) {
        len = rhs.len;
        data = new char[len + 1];
        strcpy(data, rhs.data);
    }

    MyString(MyString&& rhs) {
        len = rhs.len;	//将资源全部转到新的后，本身全部释放掉
        data = rhs.data;
        rhs.len = 0;
        rhs.data = nullptr;
    }

    ~MyString() {
        delete[] data;
    }

private:
    char* data;
    size_t len;
};

int main() {
    MyString str1("hello");
    MyString str2(std::move(str1));  // 使用std::move将左值转成右值引用
    return 0;
}

在上面的例子中，MyString类有一个移动构造函数，它接受一个右值引用参数，将其成员变量的值转移给新对象，并将原对象的成员变量置为空。在main函数中，我们使用’std::move将str1转换成右值引用，然后将其传递给str2的移动构造函数，从而实现了移动语义。

6.类型别名

• C++11中的类型别名是一种新的语言特性，它允许程序员为一个已有的数据类型定义一个新的名字。这个新的名字可以用来替代原有的类型名，并且可以使代码更加可读、易于理解。

类型别名的语法形式为：

using NewTypeName = OriginalTypeName;

其中，NewTypeName是新定义的类型名，OriginalTypeName是原有的类型名。

例如，我们可以定义一个类型别名来代替一个很长的类型名：

using ComplexNumber = std::complex<double>;

这样，我们就可以使用ComplexNumber来代替std::complex，使代码更加简洁和易读。

类型别名还可以用来定义函数指针类型、模板类型参数等，例如：

using FuncPtr = int(*)(int);
template<typename T>
using Vec = std::vector<T>;

typedef std::complex<double> ComplexNumber;

也可以使用typedef实现取别名,这些类型别名使得代码更加模块化和可读性更高，同时也提高了代码的可维护性。

7.constexpr

• C++11中的constexpr是一个关键字，它用于指示编译器在编译时计算表达式的值，并将其视为编译时常量。constexpr函数是一种在编译时计算结果的函数，它可以用于在编译时进行优化，提高程序的性能。

constexpr可以用于变量、函数和类成员函数。使用constexpr修饰的变量必须是一个常量表达式，即在编译期间就可以确定其值的表达式。constexpr函数必须满足一些特定的限制，如不能包含循环、递归、动态内存分配等。

constexpr可以用于简化代码并提高程序性能，因为它可以在编译时计算表达式的值，而不是在运行时计算。这意味着程序不需要在运行时执行表达式的计算，从而提高了程序的性能。

总之，C++11中的constexpr是用于指示编译器在编译时计算表达式的值，并将其视为编译时常量的关键字，可以用于变量、函数和类成员函数，并可以用于简化代码并提高程序性能。

8.static_assert(静态断言)

• C++11中的static_assert是一个编译期断言（compile-time assertion），它可以在编译期间检查某个条件是否成立，并在条件不成立时产生编译错误。它的语法如下：

static_assert(condition, message);

其中，condition是需要检查的条件，message是在条件不成立时产生的错误信息。如果condition为false，则编译器会在编译期间产生一个编译错误，并将message作为错误信息输出。

static_assert的作用是在编译期间检查某些重要的条件，以避免在运行期间出现错误。例如，可以使用static_assert检查模板参数的类型，以确保只有特定类型的参数才能被使用。另外，static_assert还可以用于检查编译器的特性是否支持某些特定的功能。

9.nullptr

• 在C++11中，nullptr是一个新的关键字，代表一个空指针。在之前的C++版本中，通常使用0或NULL来表示空指针，但这种方式有时会引起歧义，因为0或NULL可能被解释为整数0，而不是指针。

nullptr的引入解决了这个问题，它是一个特殊的指针类型，可以显式地表示空指针。使用nullptr可以使代码更加清晰明了，避免了因为0或NULL被误解为整数而导致的错误。

例如，在C++11中，可以使用nullptr来初始化指针：

int *p = nullptr;

也可以将nullptr用作函数参数，以明确表示函数需要一个空指针：

void foo(int *p);
foo(nullptr);

总之，nullptr是C++11中一个非常有用的新特性，可以提高代码的可读性和可维护性。

10.列表初始化

• C++11中的列表初始化是一种新的初始化语法，可以使用花括号来初始化对象、数组和结构体等。它的语法形式为：

T object {arg1, arg2, ...};

其中，T表示要初始化的对象类型，object表示对象名称，arg1、arg2等表示初始化参数。

列表初始化的优点是可以避免隐式类型转换和窄化转换，从而在编译期就能够发现一些潜在的错误。例如：

int x = 1.2; // 隐式类型转换，x的值为1
int y {1.2}; // 编译错误，类型不匹配
int z {10000000000}; // 编译错误，窄化转换

除了可以用于基本类型的初始化，列表初始化还可以用于STL容器和自定义类型的初始化，例如：

std::vector<int> v {1, 2, 3};
std::map<std::string, int> m {{"apple", 1}, {"banana", 2}};
struct Point { int x; int y; };
Point p {1, 2};

总之，列表初始化是一种更加严格、更加安全的初始化方式，可以在编译期就发现一些潜在的错误，提高代码的健壮性和可维护性。

11.继承构造函数

• C++11中的继承构造函数是一种新特性，它允许子类继承父类的构造函数，从而简化了代码编写。

在C++11中，可以使用using语句来继承父类的构造函数。例如：

class Base {
public:
    Base(int a) {}
};

class Derived : public Base {
public:
    using Base::Base; // 继承Base的构造函数
};

在这个例子中，Derived类继承了Base类的构造函数。使用using语句可以让Derived类使用Base类的构造函数，从而避免了重复编写构造函数的麻烦。

此外，继承构造函数还支持默认参数和模板参数。例如：

class Base {
public:
    template<typename T>
    Base(T a) {}
};

class Derived : public Base {
public:
    using Base::Base; // 继承Base的构造函数
};

int main() {
    Derived d(1); // 自动推导T为int
    return 0;
}

在这个例子中，Base类的构造函数使用了模板参数，而Derived类通过继承来自动推导模板参数，从而实现了代码的简化。

总之，继承构造函数是C++11中的一个非常实用的新特性，它可以让代码更加简洁、易读、易维护。

12.显示虚函数重载(override)

• C++11中的显示虚函数重载是指在派生类中使用override关键字显式地重载基类中的虚函数。这样做的好处是可以提高代码的可读性和可维护性，同时也可以帮助开发者在编译时捕获一些错误，比如派生类中的函数名拼写错误或者参数类型错误等。

下面是一个使用override关键字的示例代码：

class Base {
public:
    virtual void foo(int x) {
        cout << "Base::foo(int)" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    virtual void foo(int x) override {
        cout << "Derived::foo(int)" << endl;
    }
};

在这个示例代码中，Derived类显式地重载了Base类中的虚函数foo，并使用了override关键字。这样做的好处是，当我们在Derived类中定义foo函数时，如果函数名或者参数列表与Base类中的foo函数不一致，编译器就会报错，帮助我们在编译时就捕获这些错误。

需要注意的是，使用override关键字只能用于虚函数的重载，而不能用于非虚函数的重载。如果我们在Derived类中定义了一个与Base类中的非虚函数同名的函数，编译器是不会报错的。

13.final

• 在C++11中，final是一个关键字，用于修饰类、成员函数或虚函数，表示它们不能被继承或覆盖。

在类的声明中，final用于防止其他类继承该类。例如：

class Base final {
    // ...
};

class Derived : public Base {  // 错误：Base类被声明为final，不能被继承
    // ...
};

在成员函数或虚函数的声明中，final用于防止其他函数覆盖该函数。例如：

class Base {
public:
    virtual void foo() final {
        // ...
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() override {  // 错误：Base类中的foo函数被声明为final，不能被覆盖
        // ...
    }
};

通过使用final关键字，可以避免子类修改父类的行为，从而保护程序的正确性和可维护性。

14.变长模板参数

• C++11中的变长模板参数是一种允许模板接受可变数量参数的特性。其语法为在模板参数列表中使用“…”表示可变数量的参数，称为“模板参数包”。使用变长模板参数可以使模板更加灵活和通用，可以接受任意数量的参数，而不需要为每种可能的情况都定义不同的模板。

例如，下面是一个使用变长模板参数的示例：

template<typename... Args>
void print(Args... args) {
    (std::cout << ... << args) << std::endl;
}

在这个例子中，函数模板“print”接受任意数量的参数，并将它们输出到标准输出流中。使用“…”表示模板参数包，可以接受任意数量的参数。在函数体内，使用“…”展开参数包，将参数逐个输出到标准输出流中。

使用变长模板参数时，还可以将参数包展开为函数参数列表或模板参数列表，以实现更加复杂的功能。例如，可以使用递归模板展开参数包，以实现参数的逐个处理和转换。

总之，变长模板参数是C++11中非常有用的特性，实现原理类似于递归，可以使模板更加灵活和通用，方便编写高效的泛型代码。

15.新的容器与算法

• C++11引入了一些新的容器和算法，包括：

1. unordered_map和unordered_set：这些容器是基于哈希表实现的，可以用于快速查找和插入元素。与map和set相比，它们的插入、查找和删除操作都具有O(1)的平均时间复杂度。

2. array：这是一个固定大小的数组容器，可以在编译时确定大小。与普通数组相比，它提供了更多的安全保障，可以避免越界访问。

3. tuple：这是一个元组容器，可以包含多个不同类型的值。可以使用std::get函数来访问元组中的元素，也可以使用std::tie函数将元组解包为多个变量。

4. move和forward：这些是新的语言特性，用于支持移动语义和完美转发。可以在容器和算法中提高性能和效率。

5. lambda表达式：这是一个新的语言特性，可以在代码中定义匿名函数。可以在算法中使用lambda表达式来提供自定义的比较函数或其他操作。

6. for_each和transform：这些是新的算法，可以在容器中对每个元素进行操作。for_each可以执行任意的操作，而transform可以将容器中的元素进行转换。

7. sort和stable_sort：这些是标准库中的排序算法，可以对容器中的元素进行排序。sort使用快速排序算法，而stable_sort使用归并排序算法，并且保持相同元素的顺序不变。

总之，C++11引入了许多新的容器和算法，可以提高代码的效率和可读性，也可以简化代码的编写。

16.强类型枚举

• C++11中的强类型枚举是一种新的枚举类型，它比传统的C++枚举类型更加严格和安全。强类型枚举具有以下特点：

1. 枚举值的作用域限制在枚举类型中，不会泄漏到外部作用域。
2. 枚举值可以指定基础类型，比如int、char等。
3. 枚举值可以显式地指定数值，而不是默认从0开始递增。

以下是一个强类型枚举的示例：

enum class Color : int {
    RED = 1,
    GREEN = 2,
    BLUE = 3
};

Color c = Color::RED;
int n = static_cast<int>(c); // 显式转换为int类型

在这个示例中，我们定义了一个名为Color的枚举类型，并指定了它的基础类型为int。枚举值RED、GREEN和BLUE的作用域限制在枚举类型Color中，它们的数值分别为1、2和3。我们可以使用Color::RED来访问枚举值，也可以使用static_cast将Color类型转换为int类型。

17.默认和删除函数

• C++11中引入了默认函数和删除函数的概念，它们可以帮助我们更好地控制类的行为。

默认函数是指编译器自动生成的函数，如果我们没有显式地定义这些函数，编译器会自动为我们生成。C++11中可以使用=default关键字来显式地声明默认函数，包括默认构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值函数和移动赋值函数。

删除函数是指我们显式地告诉编译器不要生成某个函数。我们可以使用=delete关键字来声明删除函数，包括构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值函数和移动赋值函数。这些函数的删除可以使得我们的代码更加清晰，避免出现一些不必要的错误。

例如，在以下的代码中，我们使用=default关键字来显式地声明了默认构造函数和拷贝构造函数，同时使用=delete关键字来删除拷贝赋值函数：

class MyClass {
public:
    MyClass() = default;
    MyClass(const MyClass&) = default;
    MyClass& operator=(const MyClass&) = delete;
};

这样，我们就可以防止对象被复制，避免出现不必要的问题。

18.委托构造函数

• 委托构造函数是C++11新增的特性，它允许一个构造函数调用同一个类中的另一个构造函数，从而避免代码重复。

委托构造函数的语法如下：

class MyClass {
public:
    MyClass(int a) { /* do something */ }
    MyClass(double b) : MyClass(static_cast<int>(b)) { /* do something */ }
    MyClass(int a, double b) : MyClass(a) { /* do something */ }
};

在上面的代码中，第二个构造函数使用了委托构造函数，调用了同一个类中的第一个构造函数。第三个构造函数也使用了委托构造函数，调用了同一个类中的第一个构造函数。

使用委托构造函数可以简化代码，提高代码的可读性和可维护性。但需要注意的是，委托构造函数必须放在构造函数的初始值列表中，并且不能出现循环委托的情况。

19.并发库

• C++11引入了许多新的并发库，以便更好地支持多线程编程。以下是其中一些重要的库：

1. std::thread：这个库提供了一个简单的API，用于创建和管理线程。它允许线程并行执行，以便更好地利用多核处理器。

2. std::mutex：这个库提供了一种基本的同步机制，用于保护共享资源。它允许多个线程访问共享资源，但只允许一个线程访问该资源的任何时刻。

3. std::atomic：这个库提供了原子操作，用于保护共享变量。原子操作是一种特殊的操作，可以保证在多个线程之间执行时不会出现竞态条件。

4. std::condition_variable：这个库提供了一种同步机制，用于等待某个条件的发生。它允许线程在等待某个事件发生时处于休眠状态，并在事件发生时被唤醒。

5. std::future和std::promise：这个库提供了一种异步编程模型，用于处理异步操作的结果。它允许一个线程在另一个线程完成某个任务后获取结果。

6. std::async：这个库提供了一种简单的方式，用于在另一个线程中执行函数，并在后台处理结果。它允许程序员以异步方式执行代码，而无需编写复杂的线程管理代码。

这些并发库提供了一组强大的工具，使C++程序员能够更好地利用多核处理器和并发编程。

20.线程库

• C++11中的线程库是对多线程编程的支持。它提供了一组类和函数，可以创建、启动和控制线程的执行。

以下是C++11中线程库的一些主要类和函数：

1. std::thread：表示一个线程对象，可以通过构造函数创建一个新的线程。

2. std::thread::join()：等待线程执行完成，然后结束线程。

3. std::thread::detach()：分离线程，使其在后台运行，不会阻塞主线程。

4. std::mutex：表示一个互斥锁，用于保护共享资源。

5. std::lock_guard：表示一个互斥锁的保护域，用于自动管理互斥锁的加锁和解锁。

6. std::condition_variable：表示一个条件变量，用于线程之间的同步。

7. std::atomic：表示一个原子变量，用于多线程环境下的原子操作。

C++11中的线程库提供了一种简单而有效的方法来实现多线程编程，使得程序员可以轻松地创建和控制多个线程，并在不同的线程之间共享数据。

常用的c++14新特性

1. 通用lambda表达式

• C++14引入了通用lambda表达式，可以使用auto关键字作为参数类型和返回类型，使得lambda表达式更加灵活。

通用lambda表达式的语法如下：

[ captures ] ( auto&&... params ) -> decltype(auto) { body }

其中，captures是lambda表达式的捕获列表，params是lambda表达式的参数列表，decltype(auto)表示返回类型会根据body自动推导出来。

例如，以下代码展示了一个使用通用lambda表达式的例子：

#include <iostream>

int main() {
    auto add = [](auto x, auto y) {
        return x + y;
    };
    
    std::cout << add(1, 2) << std::endl; // 输出 3
    std::cout << add(1.5, 2.5) << std::endl; // 输出 4
    
    return 0;
}

在这个例子中，lambda表达式的参数类型和返回类型都使用了auto关键字，使得它可以接受不同类型的参数，并返回相应的结果。

2. 常量表达式

• C++14中，常量表达式是指在编译时可以计算出结果的表达式，它可以用于声明常量、数组大小、枚举值等。

C++14中新增了一些常量表达式的规则：

1. 函数可以被声明为常量表达式，只要函数满足以下条件：

• 函数的返回值类型是字面类型（literal type）
• 函数体只包含符合常量表达式要求的语句

2. 可以使用if和switch语句，只要它们的条件表达式是常量表达式，并且语句体也是符合常量表达式要求的语句。

3. 可以使用循环语句，只要循环次数是常量表达式。

4. 可以使用lambda表达式，只要它符合常量表达式的要求。

下面是一个使用常量表达式的例子：

constexpr int factorial(int n) {
    return n <= 1 ? 1 : n * factorial(n - 1);
}

int main() {
    constexpr int n = 5;
    int arr[factorial(n)]; // 使用常量表达式计算数组大小
    return 0;
}

在上面的例子中，函数factorial被声明为常量表达式，并用于计算数组arr的大小。由于n是一个编译时常量，因此可以在编译时计算出factorial(n)的值，从而确定数组的大小。

3. 二进制字面量

• C++14引入了二进制字面量，允许程序员使用二进制表示法来表示整数值。

二进制字面量以前缀0b或0B开头，后面跟着一串二进制数字。例如，0b101010表示十进制数42。

以下是一个简单的示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 0b101010;
    std::cout << a << std::endl; //输出42
    return 0;
}

二进制字面量提供了一种简单而方便的方法来表示位模式，这对于编写低级别的系统代码或进行位运算非常有用。

4. 数组大小自动推导

• 在C++14中，可以使用auto关键字和初始化列表来实现数组大小的自动推导。具体来说，可以使用以下语法：

auto arr = {1, 2, 3, 4}; // 自动推导为std::initializer_list<int>

在这个例子中，编译器会自动推导出arr的类型为std::initializer_list< int >，而数组的大小也会自动根据初始化列表的元素个数进行推导。因此，上述代码等价于下面的代码：

int arr[] = {1, 2, 3, 4}; // 数组大小为4

需要注意的是，这种自动推导方式只适用于静态数组，而对于动态数组来说，还需要使用new运算符手动分配内存。另外，由于std::initializer_list是一个轻量级的容器，因此它的性能可能不如普通数组。

5. std::make_unique

• C++14中的std::make_unique是一个函数模板，用于创建一个std::unique_ptr对象并将其初始化为一个新对象。它接受一个可变参数列表和一个构造函数的参数列表，用于在创建新对象时传递给构造函数。

make_unique的语法如下：

template<typename T, typename... Args>
std::unique_ptr<T> make_unique(Args&&... args);

其中，T是要创建的对象的类型，Args是传递给构造函数的参数列表。make_unique返回一个std::unique_ptr对象，该对象拥有指向新对象的所有权。

使用make_unique可以避免手动创建std::unique_ptr对象并进行new操作，从而避免了内存泄漏和错误的可能性。它还可以提高代码的可读性和简洁性。

下面是一个使用make_unique创建一个动态分配的对象的例子：

#include <memory>
#include <iostream>

class MyClass {
public:
    MyClass(int value) : m_value(value) {
        std::cout << "MyClass constructor called with value: " << m_value << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass destructor called with value: " << m_value << std::endl;
    }
private:
    int m_value;
};

int main() {
    auto ptr = std::make_unique<MyClass>(42);
    return 0;
}

在这个例子中，我们使用make_unique创建了一个动态分配的MyClass对象，并将其初始化为值42。当程序退出main函数时，指向该对象的指针ptr将被自动销毁，并调用MyClass的析构函数。

需要注意的是，make_unique不能用于创建数组，因为std::unique_ptr不支持动态数组。如果需要创建动态数组，应该使用std::vector或std::array。

6. std::exchange

• std::exchange是C++14中引入的一个函数模板，它定义在头文件中。这个函数的作用是交换一个对象的值并返回其旧值。

std::exchange的函数原型如下：

template<class T, class U = T>
T exchange(T& obj, U&& new_value);

其中，T是要交换值的对象的类型，obj是要交换值的对象的引用，new_value是新值，U是新值的类型。

这个函数的作用是将obj的值用new_value替换，并返回obj原来的值。这个操作是原子的，所以在多线程环境中使用是安全的。

下面是一个使用std::exchange的例子：

#include <iostream>
#include <utility>

int main()
{
    int x = 1;
    int y = std::exchange(x, 2);
    std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl; //输出x = 2, y = 1
    return 0;
}

在这个例子中，我们使用std::exchange将x的值从1替换成2，并将原来的值1赋给了y。

7. std::integer_sequence

• C++14中的std::integer_sequence是一个模板类，用于创建一个整数序列。它可以用于编写与模板参数数量和类型无关的代码，例如元编程和模板元函数。

std::integer_sequence有两个模板参数：第一个是整数类型（通常是std::size_t），第二个是整数序列的长度。例如，std::integer_sequence<std::size_t, 3>表示一个包含三个std::size_t类型整数的序列。

std::make_integer_sequence模板函数可以用来创建一个整数序列。它接受一个整数类型和一个整数序列长度作为参数，并返回一个std::integer_sequence对象。例如，std::make_integer_sequence<std::size_t, 5>将返回一个包含0到4的std::size_t类型整数的序列。

std::index_sequence是std::integer_sequence的特化版本，其中第一个模板参数固定为std::size_t。它通常用于访问元组中的元素，因为元组中的元素是按照索引顺序存储的。

使用std::integer_sequence和std::make_integer_sequence可以实现可变参数模板的参数展开，例如：

template<typename... Ts>
void foo(Ts... args)
{
    bar(std::make_index_sequence<sizeof...(Ts)>{}, args...);
}

template<typename... Ts, std::size_t... Is>
void bar(std::index_sequence<Is...>, Ts... args)
{
    // 访问args中的元素，例如：
    int x = std::get<Is>(std::make_tuple(args...));
}

在上面的例子中，foo函数接受任意数量和类型的参数，并将它们传递给bar函数。bar函数使用std::index_sequence来访问args中的元素。

#include <iostream>
#include <utility>

template<typename... Ts, std::size_t... Is>
void print_helper(const std::tuple<Ts...>& tpl, std::index_sequence<Is...>)
{
    ((std::cout << std::get<Is>(tpl) << ' '), ...);
    std::cout << '\n';
}

template<typename... Ts>
void print(Ts... args)
{
    std::tuple<Ts...> tpl(args...);
    print_helper(tpl, std::make_index_sequence<sizeof...(Ts)>());
}

template<typename... Ts>
void foo(Ts... args)
{
    print(args...);
}

int main()
{
    foo(1, 2.5, "hello");  // 输出：1 2.5 hello
    return 0;
}

在上面的例子中，print_helper函数使用std::index_sequence来展开std::tuple中的元素，并将它们打印到控制台上。print函数创建一个std::tuple对象，并使用std::make_index_sequence来创建一个std::index_sequence对象，然后将它们传递给print_helper函数。foo函数使用print函数来打印参数。

8. constexpr函数的扩展

• C++14中对constexpr函数的扩展主要包括以下几个方面：

1. 放宽了对constexpr函数的限制：在C++11中，constexpr函数只能包含一些简单的语句，比如赋值语句和return语句，而在C++14中，constexpr函数可以包含一些复杂的语句，比如if语句和循环语句。

2. 允许constexpr函数调用非constexpr函数：在C++11中，constexpr函数只能调用其他constexpr函数，而在C++14中，constexpr函数可以调用非constexpr函数，只要这些函数的返回值可以在编译时确定。

3. 允许constexpr函数返回void类型：在C++11中，constexpr函数必须返回一个常量表达式，而在C++14中，constexpr函数可以返回void类型，只要函数体中的语句都是常量表达式。

4. 允许constexpr函数有多个参数：在C++11中，constexpr函数只能有一个参数，而在C++14中，constexpr函数可以有多个参数，只要这些参数都是常量表达式。

5. 允许constexpr函数有局部变量：在C++11中，constexpr函数不能有局部变量，而在C++14中，constexpr函数可以有局部变量，只要这些变量都是常量表达式。

总的来说，C++14中对constexpr函数的扩展使得这种函数更加灵活和实用，可以用于更多的场景，提高代码的可读性和可维护性。

9. 变长参数模板的扩展

• C++14中引入了变长参数模板的扩展，可以使用类似于函数参数的语法来定义模板参数列表。这个特性被称为“参数包扩展”或“参数模板扩展”。

参数模板扩展允许在模板参数列表中使用省略号（…）来表示一个可变数量的模板参数。这些参数被称为“参数包”，可以在模板定义中使用。

例如，下面的代码定义了一个可变参数模板，用于在编译时计算一组数字的总和：

template<typename... Args>
int sum(Args... args) {
    return (args + ...);
}

在这个例子中，省略号表示Args是一个可变数量的模板参数。在函数体中，使用了折叠表达式（fold expression）来计算所有参数的总和。

使用参数模板扩展可以极大地简化代码，特别是在处理不同数量的参数时。例如，可以定义一个可变参数模板来打印任意数量的值：

template<typename... Args>
void print(Args... args) {
    (std::cout << ... << args) << '\n';
}

在这个例子中，省略号表示Args是一个可变数量的模板参数。在函数体中，使用了折叠表达式来将所有参数输出到标准输出。

常用的c++17特性

注意：当报错error C2429: 语言功能 XXX 需要编译器标志 "/std:c++17"时，需要再项目属性中选择c++17标准

1. 结构化绑定

• 可以通过一行代码将结构体或元组中的成员绑定到变量上，从而方便地访问这些成员。

struct Point {
    int x;
    int y;
};

Point p{1, 2};
auto [x, y] = p;

在这个例子中，我们定义了一个Point结构体，并创建了一个名为p的实例，它包含了两个成员变量x和y。接着，我们使用auto关键字和一对中括号，将x和y变量绑定到了p的成员变量上。

在这之后，我们就可以直接使用x和y变量来访问p的成员变量了，而不需要通过p.x和p.y来访问。

需要注意的是，只能在函数内部使用，不能在全局作用域中使用，结构化绑定仅适用于具有公共成员的结构体和元组类型。 此外，结构化绑定还可以在for循环中使用，从而方便地遍历数组、容器等数据结构中的元素。

std::vector<std::pair<int, std::string>> v{{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}};
for (auto [key, value] : v) {
    std::cout << "key: " << key << ", value: " << value << std::endl;
}

在这个例子中，我们定义了一个vector容器，其中存储了多个pair类型的元素。在for循环中，我们使用auto关键字和一对中括号，将key和value变量绑定到了pair元素的first和second成员上。

在循环体中，我们就可以直接使用key和value变量来访问pair元素的成员了。

需要注意的是，结构化绑定在for循环中使用时，变量名的顺序应该与元素成员的顺序一致，否则会导致绑定错误。此外，需要确保绑定的变量类型与元素成员的类型一致。

2. constexpr

1. constexpr lambda

• C++17中的constexpr lambda可以用于编译时计算，可以在编译时执行lambda表达式，而不需要运行时执行。

#include <iostream>

int main() {
    constexpr auto square = [](int x) { return x * x; };
    constexpr int result = square(5);
    std::cout << result << std::endl;
    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个constexpr lambda表达式，它接受一个整数参数并返回该参数的平方。我们还定义了一个constexpr整数变量result，它将square(5)的结果赋值给它。由于lambda表达式是constexpr的，因此square(5)将在编译时计算，而不是在运行时计算。

需要注意的是，constexpr lambda表达式的参数和返回类型必须是字面类型，否则无法在编译时计算。

2. constexpr if

• C++17中的constexpr if是一种条件编译语句，用于在编译时进行条件判断，从而在编译期间选择不同的代码路径。
  – 在if语句中使用constexpr关键字，如果条件表达式是constexpr，则编译器在编译期间进行判断。
  – 如果条件表达式为真，则编译器编译if语句中的代码块；否则，编译器忽略if语句中的代码块。
  – 可以在if语句中使用else关键字，来指定条件为假时要编译的代码块。

template<typename T>
void print(const T& t)
{
    if constexpr (std::is_integral_v<T>)
    {
        std::cout << "Integral type: " << t << std::endl;
    }
    else if constexpr (std::is_floating_point_v<T>)
    {
        std::cout << "Floating point type: " << t << std::endl;
    }
    else
    {
        std::cout << "Unknown type: " << t << std::endl;
    }
}

int main()
{
    int i = 42;
    float f = 3.14f;
    std::string s = "hello";

    print(i);   // 输出 "Integral type: 42"
    print(f);   // 输出 "Floating point type: 3.14"
    print(s);   // 输出 "Unknown type: hello"

    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们使用了constexpr if语句来根据传入的类型不同，选择不同的输出方式。'std::is_integral_v’是C++17中的一个模板元编程工具，用于判断一个类型是否为整数类型。它是一个类型特征（type trait），返回一个布尔值，表示传入的类型是否为整数类型。'std::is_floating_point_v’同理。

3. constexpr string

• C++17中引入了std::string_view和constexpr std::string这两个新特性，可以更方便地处理字符串。

constexpr std::string是一个编译时常量字符串，可以在编译时计算，不需要在运行时再次计算。可以使用以下方式创建

constexpr std::string str = "hello world";

std::string_view是一个非拥有式的字符串视图，可以用于访问字符串的子串。可以使用以下方式创建：

std::string_view str_view = "hello world";

非拥有式的字符串视图： 它不拥有底层字符串的内存，而是对底层字符串的一个引用或视图 。因此，它不会在自身生命周期结束时释放底层字符串的内存。使用非拥有式的字符串视图可以避免复制字符串，提高程序的性能。例如，在函数调用中传递字符串参数时，使用非拥有式的字符串视图可以避免不必要的内存复制。需要注意的是，当使用非拥有式的字符串视图时，需要确保底层字符串的生命周期不短于视图的生命周期，否则可能会导致悬垂指针的问题。

4. if with initializer

• C++17中的if with initializer是一种新的语法结构，允许在if语句中声明和初始化变量。这种语法结构的好处是可以使代码更简洁，因为变量声明和初始化可以在if语句中完成。

if (int x = some_function()) {
    // 如果some_function返回的值不为0，则进入if语句块
    // 变量x的作用域仅限于if语句块内部
    // 变量x的类型为int，值为some_function()的返回值
}

在上面的示例中，if语句中声明了一个变量x，并将其初始化为some_function()的返回值。如果some_function()的返回值不为0，则进入if语句块。在if语句块之外，变量x不再可见。

使用if with initializer可以避免在if语句之前声明变量并进行初始化的冗余代码。同时，这种语法结构还可以使代码更加清晰和简洁。

5. std::optional

• std::optional是C++17中引入的一个新特性，用于表示可以存在或不存在的值。它类似于指针，但提供了更好的语义和安全性。

#include <iostream>
#include <optional>

std::optional<int> divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        return std::nullopt; // 表示不存在值
    } else {
        return a / b;
    }
}

int main() {
    auto result = divide(10, 2);
    if (result) {
        std::cout << "Result: " << *result << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Error: Division by zero" << std::endl;
    }

    result = divide(10, 0);
    if (result) {
        std::cout << "Result: " << *result << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Error: Division by zero" << std::endl;
    }

    return 0;
}

在这个例子中，divide函数返回一个std::optional。如果除数为0，则返回std::nullopt表示不存在值。否则返回a/b的结果。在main函数中，我们使用if语句检查result是否存在值。如果存在，则使用*运算符获取值并输出。否则输出错误信息。
std::optional还提供了其他一些有用的函数，例如value_or函数，用于获取值或默认值。例如：

auto result = divide(10, 0);
int value = result.value_or(-1); // 如果不存在值，则返回-1

std::optional是一个非常有用的工具，可以避免许多指针相关的问题，并提供更好的语义和安全性。

6. inline

• 在 C++17 中，可以使用 inline 关键字来定义内联变量。内联变量的定义必须在头文件中，并且不能有初始化器。

// 头文件 example.h
inline int x; // 声明内联变量

// 源文件 example.cpp
#include "example.h"
int x = 42; // 定义内联变量
```
在使用内联变量时，可以直接使用其名称，就像使用普通变量一样：
```
#include "example.h"
int main() {
    x = 10; // 直接使用内联变量 x
    return 0;
}

需要注意的是，内联变量的使用和内联函数的使用有些不同。内联函数的定义必须在每个使用它的编译单元中都可见，否则会导致链接错误。而内联变量的定义只需要在任意一个编译单元中可见即可，因为它们不会导致多个实例的生成。

7. std::filesystem

• C++17中引入了std::filesystem库，用于处理文件系统操作。

文件操作的函数很多，我不在此举例，可以自行查找文档。说一下相比于以前的文件操作的优势

1. 更加简洁易用：std::filesystem库提供了一组简洁易用的函数和类，能够方便地完成常见的文件系统操作，使代码更加简洁易读。

2. 跨平台支持：std::filesystem库能够跨平台支持各种操作系统，包括Windows、Linux、macOS等操作系统，因此可以在不同的平台上使用相同的代码。

3. 更好的性能：std::filesystem库的实现使用了现代操作系统的一些高效API，能够更好地利用操作系统的缓存和异步I/O机制，从而提高文件操作的性能。

4. 更好的错误处理：std::filesystem库提供了一组异常类，能够更好地处理文件操作中可能出现的错误，从而使代码更加健壮。

8. 折叠表达式

折叠表达式是C++17中引入的新特性，用于简化模板元编程和可变参数模板的实现。折叠表达式允许在编译时对一系列参数进行折叠操作，最终得到一个值。

折叠表达式的语法如下：

( pack op ... op init )
( init op ... op pack )
( ... op pack )
( pack op ... op )

其中，pack是可变参数列表中的参数，op是操作符，init是初始值。其中第三种和第四种语法需要至少有一个参数。

例如，以下代码使用折叠表达式计算可变参数列表中的所有值之和：

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

int main() {
    int s = sum(1, 2, 3, 4, 5); // s = 15
    return 0;
}

在这个例子中，(args + ...)表示对所有可变参数进行求和操作。折叠表达式会将所有参数依次展开，然后通过加法运算符对它们进行累加，最终得到结果。

9. 模板的模板参数推导

• 在C++17中，类模板的模板参数推导被引入，允许我们在使用类模板时省略模板参数列表中的一些参数，而让编译器根据上下文自动推导。

1. 从构造函数参数推导模板参数

template<typename T>
class MyVector {
public:
    MyVector(std::initializer_list<T> list) {
        // ...
    }
};

MyVector vec = {1, 2, 3};

在这个例子中，我们没有显式指定MyVector的模板参数，但编译器可以从std::initializer_list中的元素类型T推导出它的类型为MyVector。

2. 从函数参数推导模板参数

template<typename T>
class MyArray {
public:
    T& operator[](std::size_t index) {
        // ...
    }
};

void foo(MyArray<int> arr) {
    // ...
}

MyArray arr = {1, 2, 3};
foo(arr);

在这个例子中，我们也没有显式指定MyArray的模板参数，但编译器可以从foo函数的参数类型MyArray推导出它的类型为MyArray。

需要注意的是，类模板的模板参数推导只能用于构造函数和函数参数，不能用于类模板的成员函数或者静态成员变量。另外，模板参数推导只能用于单一的模板参数，不能同时推导多个模板参数。

10. std::variant

• 学过QT的对这个关键字想必很熟悉，C++17中的std::variant是一种类型安全的联合类型，它可以存储多个不同的类型值。在使用std::variant时，需要包含头文件。

std::variant的声明方式如下：

std::variant<int, double, std::string> v;

这里声明了一个std::variant对象v，它可以存储int、double和std::string类型的值。初始时，v中没有值。
可以通过std::get函数从std::variant对象中获取值，例如：

v = 3.14;
double d = std::get<double>(v);

这里将3.14赋值给v，然后通过std::get函数获取v中的double值，并将其赋值给变量d。
当std::variant对象中存储的值类型与std::get函数传入的类型不匹配时，将抛出std::bad_variant_access异常。
可以使用std::visit函数访问std::variant对象中的值。std::visit函数接受一个lambda表达式作为参数，该lambda表达式的参数类型是std::variant对象中存储的所有类型。例如：

std::visit([](auto&& arg) {
    std::cout << arg << std::endl;
}, v);

这里访问v中存储的值，并将其输出到控制台。lambda表达式的参数类型是auto&&，表示可以接受任意类型的参数。
std::variant还提供了一些其他的方法，例如std::holds_alternative函数可以判断std::variant对象中是否存储了指定类型的值，std::index_sequence_for函数可以获取std::variant模板参数中类型的数量等。

总的来说，std::variant提供了一种灵活、类型安全的联合类型实现方式，可以帮助我们更方便地处理多种不同类型的值。

11. std::byte

• c++17中的std::byte是一个新类型，用于表示字节数据。它是一种无符号整数类型，有8个比特位，可以表示0到255之间的值。与其他整数类型不同，std::byte类型没有定义任何算术运算符，因为它们不是数学上的对象，而是表示二进制数据的字节。

使用std::byte类型可以更好地处理二进制数据，因为它提供了更直观和类型安全的方式来表示字节。例如，可以使用std::byte类型来读写二进制文件、网络数据包等。

#include <iostream>
#include <cstddef>

int main() {
    std::byte b1{0x12};
    std::byte b2{0xff};

    // 比较两个std::byte类型的值
    if (b1 == b2) {
        std::cout << "b1 and b2 are equal" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "b1 and b2 are not equal" << std::endl;
    }

    // 将std::byte类型转换为整数类型
    std::size_t n = static_cast<std::size_t>(b1);
    std::cout << "n = " << n << std::endl;

    // 使用std::byte类型处理二进制数据
    std::byte buffer[1024];
    // 从文件中读取二进制数据到缓冲区
    // ...

    // 将缓冲区中的数据发送到网络
    // ...
}

12. 并行算法

C++17中提供了一些新的并行算法，可以使用这些算法来实现并行化的计算。这些算法都在头文件== < execution > ==中定义，使用前需要包含该头文件。

以下是使用C++17并行算法的一些示例：

1. std::for_each和std::for_each_n

std::for_each和std::for_each_n可以用于并行地遍历一个序列，对每个元素进行操作。

#include <algorithm>
#include <execution>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};

    // 并行遍历
    std::for_each(std::execution::par, v.begin(), v.end(), [](int& x) {
        x *= 2;
    });

    // 并行遍历前3个元素
    std::for_each_n(std::execution::par, v.begin(), 3, [](int& x) {
        x *= 2;
    });
}

2. std::transform和std::transform_reduce

std::transform可以用于并行地对一个序列进行变换操作，std::transform_reduce可以用于并行地对一个序列进行变换操作并求和。

#include <algorithm>
#include <execution>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};

    // 并行变换
    std::vector<int> result(v.size());
    std::transform(std::execution::par, v.begin(), v.end(), result.begin(), [](int x) {
        return x * 2;
    });

    // 并行变换并求和
    int sum = std::transform_reduce(std::execution::par, v.begin(), v.end(), 0, std::plus<int>{}, [](int x) {
        return x * 2;
    });
}

3. std::reduce和std::inclusive_scan

std::reduce可以用于并行地对一个序列求和，std::inclusive_scan可以用于并行地对一个序列进行前缀和。

#include <algorithm>
#include <execution>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};

    // 并行求和
    int sum = std::reduce(std::execution::par, v.begin(), v.end());

    // 并行前缀和
    std::vector<int> result(v.size());
    std::inclusive_scan(std::execution::par, v.begin(), v.end(), result.begin());
}

4. std::sort和std::partial_sort

std::sort可以用于并行地对一个序列进行排序，std::partial_sort可以用于并行地对一个序列的前N个元素进行排序。

#include <algorithm>
#include <execution>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v{5, 3, 1, 4, 2};

    // 并行排序
    std::sort(std::execution::par, v.begin(), v.end());

    // 并行部分排序
    std::partial_sort(std::execution::par, v.begin(), v.begin() + 3, v.end());
}

常用的c++20新特性

1. 模块(Modules)

• C++20中的模块(Modules)是用来取代头文件包含(include)的一种新的代码组织方式。模块可以提高编译速度,也增加了封装性。
  使用模块的步骤如下:

1. 创建模块接口文件(.ixx文件),定义要导出的接口:

// hello.ixx
export module hello;

export void sayHello();

2. 创建模块实现文件(.cpp文件),实现接口:

// hello.cpp
module hello;

void sayHello() {
  std::cout << "Hello World!\n"; 
}

3. 在使用模块的文件中导入模块:

// main.cpp 
import hello;

int main() {
  sayHello();
}

4. 编译时需要添加-fmodules-ts参数。

模块的好处是可以明确定义公开的接口,也避免头文件包含导致的重复定义等问题。编译生成的二进制格式可以跨平台兼容。但模块目前还没有被所有编译器广泛支持

2. 协程(Coroutines)

1. C++20中引入了协程(Coroutines)的概念,可以用来实现一些异步任务。
   协程的基本语法是:

// 定义一个协程
coroutine<返回值类型> 协程名称();

// 使用 co_await 语句暂停/恢复协程
co_await some_expression; 

// 协程最后需要一个 co_return 语句返回值
co_return some_value;

一个示例:

#include <coroutine>

task<int> getValue() {
  int value = co_await getValueFromNetwork();
  
  // do something
  
  co_return value; 
}

int main() {
  auto result = getValue(); // 不会堵塞
  
  auto value = result.get(); // 获取协程返回值
  
}

在上面代码中,getValue() 被定义为一个协程,它可以通过co_await语句暂停自身,等待getValueFromNetwork()完成网络操作后再继续执行。
主函数调用getValue()只会启动协程任务,并不会堵塞,可以同时干其他事情。后面再通过result.get()来获取协程执行结束后的返回值。
这样就可以实现一种异步的编程模式了。

3. 概念(Concepts)

• C++20中引入了概念(Concepts)来进行约束化的泛型编程。概念可以明确地指定模板参数需要满足的要求,使代码更清晰易懂。
  定义一个概念的语法如下:

template <typename T>
concept MyConcept = requires(T t) {
  t.someOperation();
};

例1 - 限定类型必须是可increment的:

concept Incrementable = requires(T x) {
  ++x; // 必须支持++运算  
};

template <Incrementable T>
void incTwice(T &num) {
  ++num;
  ++num;
}

incTwice(a); // 编译失败,如果a不支持++

例2 - 限定类型必须可比较:

concept EqualityComparable = requires(T a, T b) {
  {a == b} -> bool; // 必须可比较
};

template <EqualityComparable T>
bool isEqual(T a, T b) {
  return a == b; 
}

例3 - 使用嵌套约束:

concept NestedConstraint = EqualityComparable && Incrementable; 

template <NestedConstraint T>
void func(T x) {
  //...
}

例4 - 约束类的属性和行为:

concept Drawable = requires(T x) {
  x.draw();   // 必须有draw方法
  x.x;        // 必须有x坐标
  x.y;        // 必须有y坐标
};

以前在C++模板中,无法对传递进来的类型进行有效性检查,只能简单地使用或不使用,容易造成难以调试的错误, 概念允许我们明确地定义模板参数需要满足哪些条件,比如必须有某个成员函数,必须可转换为某种类型等,. 如果传入的类型不满足概念的要求,会直接导致编译错误,使问题更早暴露。

4. 范围(Ranges)

C++20中引入了范围(Ranges)的概念,可以简化数组、容器等的迭代操作。主要特点包括:

1. 引入范围range的抽象概念,如数组、容器都可以视为一个range。
2. 统一开始和结束的迭代器概念为range的begin和end。
3. 算法可以直接作用于不同的range上,而不仅仅是容器。
4. 支持各种新的range Adaptor,可以将范围进行转换、过滤等。

下面是一个使用范围的简单例子:

#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>

int main() {
  std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5}; 

  // 用基于范围的for循环迭代
  for (int i : vec | std::views::filter([](int i){return i % 2 == 0;})) {
    std::cout << i << " "; 
  }

  // 输出:2 4
}

这里通过views::filter() adapter将vec转换为一个过滤后的range,然后用range-based for循环进行迭代。
这种基于范围的编程方式可以大大简化迭代操作,而且可重用性强,非常适合函数式编程范式。

算法作用于范围

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

std::ranges::sort(vec); 

for (int i : vec) {
  std::cout << i << " ";
}
// 输出 1 2 3 4 5

总之,范围大大简化了迭代器和算法的使用,是C++现代化编程方式的重要进步。

5.三向比较符(hree-way comparison)

C++20 引入了 <=> 三向比较运算符,可以用来替代之前的 ==,!=,<,<=,>]>= 等二元比较运算符。
三向比较运算符按照下面的规则进行比较:

• 如果左边小于右边,返回 -1
• 如果左边等于右边,返回 0
• 如果左边大于右边,返回 1
  一些使用三向比较运算符的示例:

int a = 1, b = 2;

if (a <=> b == -1) {
  // a < b
} 

if (a <=> b == 0) { 
  // a == b
}

if (a <=> b == 1) {
  // a > b
}

std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {
  return a <=> b; // 升序
});

三向比较运算符提高了代码可读性,也统一了所有比较操作的方式。编译器可以更好地优化三向比较。
总体来说,三向比较使代码更简洁易读,也更符合现代C++的编程思想,可以替代传统的二元比较运算符。

…