C++11 现代C++风格的新元素--简介
2016-03-14 20:52
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C++11标准推出了很多有用的新特性,本文特别关注那些相比C++98更像是一门新语言的特性,理由是:
这些特性改变了编写C++程序使用的代码风格和习语【译注 1】,通常也包括你设计C++函数库的方式。例如,你会看到更多参数和返回值类型为智能指针(smart pointer),同时也会看到函数通过值传递返回大型对象。你将会发现在大多数的代码示例中充斥着新特性的身影。例如,几乎每5行现代C++代码示例都会使用到auto。
C++11的其他特性也很棒。但是请先熟悉下面这些,正是由于这些特性的广泛使用使得C++11代码如同其他现代主流语言一样整洁、安全和高效,与此同时保持了C++传统的性能优势。
提示:
与Strunk & White【译注 2】一样,本文只做概要总结而不是详尽基本原理和优缺点分析。详细分析请参见其他文章。
本文会不断更新,主要变更及内容增加请参见文末变更历史。
译注:
1. Programming idiom:编程习语,在一种或多种编程语言中重复出现的表达形式,用来表示没有在编程语言中内置的简单的任务或者算法,也可以用来表示在编程语言中内置的不常用或者不典型的某个特性。编程习语也可以在更广泛的范围内使用,比如代指复杂的算法或者设计模式。
2. Strunk & White:代指William Strunk Jr.和E. B. White出版的”The elements of style”,中文版《风格的要素》一书,该书介绍了英语写作要遵循的基本风格。
auto
基于以下两个原因,尽可能使用auto:首先,使用auto会避免重复声明编译器已经知道的类型。
译注:
3. lambda function (λ函数):编程语言支持λ函数/λ表达式可以使得代码更易于理解,同时也可以使得代码变得更简洁,关于λ函数的技术解释可以参考,维基百科labmda calculus,也可以从《从.NET中委托写法的演变谈开去(中):Lambda表达式及其优势》博客中得到直观的解释。
4. 动态类型语言(dynamic typing language)是指类型检查发生在运行期间(run-time)的语言。静态类型语言(static typing language)是类型检查发生在编译期间(compile-time)的语言。
智能指针:无须delete
请始终使用标准智能指针以及非占有原始指针(non-owning raw pointer)。绝不要使用占有原生指针(owning raw pointer)和delete操作,除非你是在实现自己的底层数据结构这种少见的情况下(即使在此时也需要在class范围内保持完好的封装)。如果只能够知道你是另一个对象唯一的所有者,请使用unique_ptr来表示唯一所有权。一个“new T”表达式会马上初始化另一个引用它的对象,通常是一个unique_ptr。
始终使用nullptr表示一个null指针值,绝不要使用数字0或者NULL宏,因为它们也可以代表一个整数或者指针从而产生歧义。
基于范围的循环使得按顺序访问其中的每个元素变得非常方便。
始终使用非成员begin和end,因为它是可扩展的并且可以应用在所有的容器类型(container type),不仅仅是遵循了STL风格提供了.begin()和.end()成员函数的容器,甚至数组都可以使用。
如果你使用了一个非STL风格的collection类型,虽然提供了迭代但没有提供STL的.begin()和.end(),通常可以为这个类型编写自己的非成员begin和end来进行重载。这样你就可以使用STL容器的编程风格来遍历该类型。C++11标准提供了示例数组就是这样一个类型,标准同时为数组提供了begin和end。
Lambda函数是决定乾坤的因素,它会使你编写的代码变得更优雅、更快速。Lambda使得STL算法的可用性提高了近100倍。新近开发的C++函数库都是基于lambda可以用的前提(例如,PPL)并且有些函数库甚至要求你编写lambda来调用函数库(例如,C++ AMP)
下面是一个快速示例:找到v里面大于x并且小于y的第一个元素。在C++11中,最简单和干净的代码就是调用一个标准函数。
Move / &&
Move被认为是copy的最佳优化,尽管它也使得其他事情成为可能比如信息被转发。
更多变化
还有更多现代C++的特性。并且我计划在未来编写更多深入C++11新特性以及其他特性的短文,我们会知道更多并且喜欢上它。
但目前,这是必须知道的新特性。这些特性组成了现代C++风格的核心,使得C++代码看起来和执行时像他们设计的那样,你将会看到这些特性会出现在几乎每一段你看到或者编写的现代C++代码中。并且它们使得现代C++更加干净、安全且快速,使得C++在未来的若干年仍然是我们产业的依靠。
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