C++ 11学习和掌握 ——《深入理解C++ 11:C++11新特性解析和应用》读书笔记(一)

时间:2022-12-23 21:47:24

  因为偶然的机会,在图书馆看到《深入理解C++ 11:C++11新特性解析和应用》这本书,大致扫下,受益匪浅,就果断借出来,对于其中的部分内容进行详读并亲自编程测试相关代码,也就有了整理写出这篇读书笔记的基础。C++作为踏入编程的最初语言,一直充满感情,而C++11作为新标准虽然推出一段时间了,却因为总总原因直到现在才去开始真正了解,不过一句话回荡在脑中:当你认为为时已晚的时候,恰恰是最早的时候!从C++98到C++11, C++11标准经历了10几年的沉淀,以全新的姿态迎接新的挑战,长话短说,进入正题,来一起了解吧。(注:本笔记中所有代码在Code::Blocks下编辑,使用gcc-4.9.3 -std=c++11模式下编译)

C++11的新基础特性

1.1 用于兼容C99特性的宏,可以检查编译系统对标准C库的支持情况,不过测试部分显示未定义。

    cout<<"Standard Clib: "<< __STDC_HOSTED__<<endl;        //Standard Clib: 1(指定编译器目标系统是否包含完整的C库)
cout<<"Standard C: "<<__STDC__<<endl; //__STDC__:1(指定编译器目标系统是否与C标准一致)
//cout<<"C Standard Version: "<<__STDC_VERSION__<<endl; //测试gcc 没有定义(支持标准C库的版本)
//cout<< "ISO/IEC: "<<__STDC_ISO_10646__<<endl; //测试gcc 没有定义

  

1.2 __func__ 用于获得当前函数名字符串的宏

const char * Stanard_Macros(void)
{
//......
return __func__; //返回值:Stanard_Macros
}

  

1.3 _Pragma 预处理操作符,与#pragma功能相同,不过因为支持传递字符串,所以可以用宏命令替代,如对于经常使用的头文件单次包含。

//头文件防止重复包含
#pragma once; _Pragma("once"); #define PRAGMA(x) _Pragma(#x) //宏命令中使用#可以实现替换字符串化
PRAGMA(once);

 

1.4 __VA_ARGS__ 变长参数的宏定义是指宏定义中参数列表的最后一个参数为..., 而实现部分可以用__VA_ARGS__替换

//__FILE__当前文件路径
//__LINE__当前文本行
#define LOG(...){ \
fprintf(stderr, "%s: Line %d:\t", __FILE__, __LINE__);\ //输出错误的文件及行号地址
fprintf(stderr, __VA_ARGS__);\             //输出错误的数据
fprintf(stderr, "\n"); \
} LOG("%s", "NO ERR!"); // xxxx:xxxx: NO ERR!

 

1.5 新的整型long long/unsigned long long(长度不小于64位)

    long long int lli = -90000000000LL;
unsigned long long int ulli = 9000000000000ULL;
cout<<"LLONG_MIN: "<<LLONG_MIN<<endl; //LLONG_MIN: -9223372036854775808
cout<<"LLONG_MAX: "<<LLONG_MAX<<endl; //LLONG_MAX: 9223372036854775807
cout<<"ULLONG_MAX: "<<ULLONG_MAX<<endl; //ULLONG_MAX: 18446744073709551615

  

1.6 断言帮助开发者快速定位问题违反程序前提条件的错误,不过断言只在程序运行时执行,这在某些情况下,是不可接受的,特别是对于模板实例化时出现的错误,应该在编译器就确定。在C++11中引入了static_assert断言来解决问题,它支持两个参数输入,一个是返回bool型的表达式,另一个是警告信息。

static_assert(sizeof(b)==sizeof(a), "the parameters of bit_copy must have same width"); //静态断言,编译器确定,返回false则触发告警信息

  

1.7 noexcept修饰符和noexcept操纵符是提供给库作者使用,表示函数如果出现异常,不会抛出,编译器会直接调用std::terminate()函数来终止程序运行,从而阻止了异常的的传播和扩散。此外:C++11中类析构函数默认是noexcept(true),不过注意noexcept只会阻止异常的传播和扩散(这对于定位错误很有帮助),而不会阻止异常(如throw语句产生异常的)的发生。

const char * Stanard_Macros(void) noexcept     //相当于noexcept(true), 如果有异常会发生,不会传播和扩散,编译会调用std::terminate()来终止程序运行

const char * Stanard_Macros(void) noexcept(false) //noexcept中可以为结果为bool型的表达式

  

1.8 类成员变量的快速初始化和新的列表初始化,在C++11中,除了静态变量,对于其它变量也允许使用等号或{}进行就地初始化。

class Mem{
public:
Mem(int i): m(i){};
~Mem(){};
const char *ShowMem(void){ std::cout<<"Mem: "<<m<<" ";
return __func__;
};
private:
int m{};
}; //快速初始化
//初始化列表优于就地的列表初始化
class Init{
public:
Init(): a(){}; Init(int d): val('G'), a(d){}; //初始化列表实际效果后作用,效果上优于列表初始化
// ~Init(){ throw 1; };
~Init(){};
const char * showPara(std::string str);
int a;
private:
char val{'g'};       //成员变量的快速初始化
Mem mem{};
std::string name{"Init"};
}; //C++的成员变量快速初始化
Init init1{}; //C++11的统一列表初始化
Init init2;
init1.showPara("init1: "); //init1: 5 init1: G name :Init Mem: 1 mem :ShowMem
init2.showPara("init2: "); //init2: 0 init2: g name :Init Mem: 1 mem :ShowMem

  

1.9 非静态成员的sizeof, sizeof作为运算符,对于处理数组,类和对象时经常用到,不过在之前的C++98中,对于非静态成员是不能直接编译的,需要借用对像实例。

    cout<<"Dyna Sizeof: "<<sizeof(((Init *))->a)<<endl;    //C++98时借用实例对象获得非静态成员长度
cout<<"Dyna Sizeof: "<<sizeof(Init::a)<<endl; //C++11支持直接获得

 

1.10 扩展的friend用法, friend时C++中比较特别的关键字,一方面它让程序员省下了很多代码,另一方面也破坏了OOP中的封装性,在C++11中做了改进,以保证更好的运用。

class People;
template<typename T> class Ploy; template<typename T>
class Ploy{
public:
friend T; //指定类的友元类,允许友元类访问本地参数
private:
string m{"smart"};
}; class People{
public:
void ShowPara(Ploy<People> *p){
cout<<"Ploy Data: "<<p->m<<endl;
}
}; //friend的扩展用法
Ploy<People> ppe;
People Pe;
Pe.ShowPara(&ppe);

1.11 final和override控制, final用来限制基类虚函数的对应的派生类不能重写该虚函数,从而避免了某些接口被重写覆盖; override则指定了函数必须重载基类的虚函数,否则编译通不过,这就避免了某些输入名或者原型不匹配等错误的发生。

class MathObject{
public:
virtual double Arith() = ;
virtual void Print() = ;
}; class Printable:public MathObject{
public:
double Arith() = ; //纯虚函数仅允许为0
void Print() final{
std::cout<<"Output is: "<< Arith() <<std::endl;
}
}; class Add2:public Printable{
public:
Add2(double a, double b):x(a), y(b){}
double Arith() override{ //override指定函数为派生类的override(覆盖)函数,会进行检查
return x+y;
}
// void Print(){} //编译会报错,因为父类声明了final,子类不允许重载
private:
double x, y;
}

  

1.12 默认的模板参数,C++11中模板和函数一样,支持默认参数。

//类模板 C++98就允许,不过定义有要求
template<typename T1, typename T2 = int>class DefClass1{}; //允许,指定类模板的默认模板参数
//template<typename T1 = int, typename T2> class DefClass2; //通不过编译,多个默认模板参数指定默认值时,必须遵守从右向做的原则 //函数模板 C++11添加
template<typename T1, typename T2 = int>void DefFunc1(T1 a, T2 b);
template<typename T1 = int, typename T2>void DefFunc2(T1 a, T2 b); //允许

  

1.13 外部模板, 外部模板实现依赖于C++98已有的特性,显示实例化。这样就可以实现一次实例,多次使用。

//sundry.h
template <typename T>void fun(T) {} //模板函数定义 //sundry1.cpp
template void fun<int>(int); //模板实例化声明
//sundry2.cpp
extern template void fun<int>(int); //模板外部声明

1.14 局部或者匿名类型做模板实参, C++11支持匿名或者局部类型作为模板的实参,提供了更多的使用方法。

template<typename T> class X{};
template<typename T> void TempFunc(T t){};
struct {int i;}b;
typedef struct{int i;}B; struct C{} c;
X<B> x1;     //匿名结构体作为实参,不过只支持别名,不支持匿名结构体直接作为实参
X<C> x2;      //局部变量作为实参
TempFunc(b);   //匿名类型变量,C++11允许
TempFunc(c);   //局部类型变量,C++11允许

  到现在为止,C++11的新基础特性中比较重要的部分差不多讲完了,从这些改动可以看出,C++11向着更方便,更强大的方向稳步前进,而且这些改动只是沧海一粟,如新的lambda表达式,类的构造函数的新实现,更加常态化的SFINAE,这些都值得研读,不过今天有点晚了,先到此为止,后面我会一边测试一边总结,感谢C++11委员会,也感谢本书作者详细的阐述,受用无穷!

  参考资料:

  《深入理解C++11:C++ 11新特性解析与应用》

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