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第十章 C++11新特性

2020-09-15 05:47:08 後端開發

目錄

  • 統一的初始化方法
  • 成員變數可以賦予默認初始值
  • auto自動型別關鍵字
  • decltype關鍵字
  • 基于范圍的for回圈
  • 智能指標shared_ptr
  • 空指標nullptr
  • 無序容器(哈希表)
  • Lambda運算式
  • 右值參考T&&和move移動語意
  • 正則運算式
  • 強制型別轉換
  • 例外處理
  • 運行時型別檢查

統一的初始化方法

  1. 通過花括號實作各類變數初始化(允許花括號嵌套)

    int arr[3]{1,2,3};
    vector<int> iv{1,2,3};
    map<int,string> mp{{1,"hello"},{2,"world"}};
    int *p=new int[20]{1,2,3}; //前三個變數初始化為1,2,3,其余用默認建構式初始化
    struct A{int i,j; A(int m,int n):i(m),j(n){}}
    A func(int m,int n){return {m,n};}
    A* pa=new A{2,3};
    

成員變數可以賦予默認初始值

  1. 示例
    class A{
        public:
        i=5;
    }
    

auto自動型別關鍵字

  1. 定義變數時,通過所賦予的值在編譯時自動判斷變數型別

  2. 可用于模板回傳值,提升模板靈活性

    template<class T1,class T2>
    auto Func(T1 x,T2 y)->decltype(x+y){
        return x+y;
    } //auto可以不為T1、T2中的一種,->decltype(x+y)回傳值型別宣告也可省略
    

decltype關鍵字

  1. 用于獲取變數或運算式回傳值型別

  2. 雙括號回傳相應型別的參考

    int i;
    decltype(i) x=5;
    decltype((i+x)) y=x;
    

基于范圍的for回圈

  1. 格式:for(元素型別 i:陣列等名)

  2. 獲取時元素,而非指標

    int ary[]{1,2,3,4,5};
    for(int &e:ary) e*=2;
    for(int e:ary) cout<<e<<endl; //2,4,6,8,10
    map<int,string> mp{{1,"A"},{2,"B"}};
    for(auto &e:mp) cout<<e.first<<" "<<e.second<<endl; 
    

智能指標shared_ptr

  1. 需要頭檔案<memory>

  2. 寫法:shared_ptr ptr(new T);

  3. 自動托管指標,程式結束或托管數為0時自動釋放new動態分配的記憶體

  4. 多個shared_ptr物件可以同時托管一個指標,系統會維護一個托管計數

  5. 不能用于托管指向動態分配的陣列

  6. 創建后的指標用法與一般指標相同

    int *p=new int,*p2=new int{1};
    shared_ptr<int> sp1(p);
    shared_ptr<int> sp2(sp1);
    sp2.reset(); //清空sp2
    sp2.reset(p2); //會置托管計數為1,只能用于智能指標第一次指向p2區域,否則可能出錯(delete多次)
    sp2=sp1; p2=sp1.get(); //get函式獲取地址
    

空指標nullptr

  1. 與NULL和0的區別:包含型別,能夠轉換位bool型,卻不能轉化為整型

  2. 可以直接和NULL和nullptr比較

  3. 不同型別的指標不能比較(如double*和int* 型)

    int *p1==NULL,*p2=nullptr;
    shared_ptr<double> p3=nullptr;
    if(p1==p2) cout<<"Equal\n"; //相等
    if(p3==NULL) cout<<"Equal\n"; //相等
    if(p3==nullptr) cout<<"Equal\n"; //相等
    bool b=nullptr; //b=false
    int i=nullptr; //錯誤?
    

無序容器(哈希表)

  1. unordered_map
  2. 使用與map類似
  3. 插入、查找元素的時間復雜度幾乎為常數,但空間占用較多

Lambda運算式

  1. [外部變數范圍方式說明符](形參表)->回傳值型別{ 陳述句組 }
    "->回傳值型別"也可以沒有,由編譯器自動判斷

    外部變數訪問符 含義
    [] 不使用任何外部變數
    [=] 以傳值方式使用外部變數
    [&] 以參考方式使用外部變數
    [x,&y] 傳值方式使用x,參考方式使用y
    [=,&x,&y] 參考方式使用x,y,傳值方式使用其他變數
    [&,x,y] 傳值方式使用x和y,參考方式使用其他變數
  2. 示例

    cout<<[](double x,double y){return x+y;}(1.1,2.2)<<endl; //3.3
    int x=100,y=200;
    auto ff=[&x,&y](int n){
        x++;y++;
        return n*n;
    }
    cout<<ff(15)<<" "<<x<<" "<<y<<endl; //225 101 201
    function<int(int)> fib=[&fib](int n){return n<=2?1:fib(n-1)+fib(n-2);} 
    //無法由回傳值確定回傳型別,不能用auto,第一個int代表回傳值,第二個int代表函式形參表
    cout<<fib(5)<<endl;
    sort(arr,arr+5,[](int a,int b){return a<b;});
    

右值參考T&&和move移動語意

  1. 詳見 參考資料

  2. C++中所有的值都必然屬于左值、右值二者之一,左值是指運算式結束后依然存在的持久化物件,右值是指運算式結束時就不再存在的臨時物件,所有的具名變數或者物件都是左值,而右值不具名,很難得到左值和右值的真正定義,但是有一個可以區分左值和右值的便捷方法:看能不能對運算式取地址,如果能,則為左值,否則為右值

  3. 目的:提高程式運行效率,減少需要深拷貝的物件的深拷貝次數(通過直接奪取變數已分配動態分配空間)

  4. 具體型別
    左值參考, 使用 T&, 只能系結左值

    右值參考, 使用 T&&, 只能系結右值

    常量左值, 使用 const T&, 既可以系結左值又可以系結右值

    已命名的右值參考,編譯器會認為是個左值

    編譯器有回傳值優化,但不要過于依賴

  5. 移動建構式 和移動賦值函式,如String(String&& str)String& operator= (String&& str)

  6. std::move()用于告訴編譯器盡量將該變數當成右值處理,不存在移動拷貝、移動賦值時再考慮普通方式

  7. Dev C++中,return區域物件,對導致優化,不呼叫移動或復制建構式

  8. 可移動但不可復制的物件:

    struct A{
        A(const A& a)=delete;
        A(const A&& a){cout<<"Move Constructor."<<endl;}
        A(){}
    }
    

正則運算式

  1. 需包含<regex>頭檔案

  2. 示例:

    regex reg("\\d{3}{[a-zA-Z]+}.(\\d{3}|N/A)\\s\\1"); //在C/C++中反斜杠必須寫2個以反義
    cout<<regex_match("123Hello N/A Hello",reg)<<endl; //輸出1,匹配成功
    string s("123Hello N/A hello");
    cout<<regex_match(s,reg)<<endl; //輸出0
    

強制型別轉換

  1. static_cast
    • 用于比較“自然”和低風險型別的轉換,如整型與字符型、浮點型的轉換
    • 不能用于不同型別指標、參考轉換,或整型與指標的轉換
  2. reinterpret_cast
    • 用于不同型別指標、參考的轉換,以及指標和能容納下指標的整數型別的轉換,執行逐個位元拷貝的操作
    • 不進行型別檢查
  3. const_cast
    • 用來去除const屬性,將const指標、參考轉為同型別非const型別參考
  4. dynamic_cast
    • 專門用于將多型基類指標或參考轉換成派生類指標、參考,
    • 對于不安全的指標轉換(指標不是指向派生類物件),轉換結果等于NULL
    • 對于不安全的參考轉換,拋出bad_cast例外

例外處理

  1. try中進行可能例外的操作,將例外傳遞給catch

  2. throw主動拋出例外

  3. catch捕獲try傳遞的例外,可以存在多個catch函式,從上到下對例外進行型別匹配,catch(...)表示匹配任意型別

  4. 發生例外后,try范圍內后續命令不再執行,直到例外被捕獲

  5. 如果例外未在函式內部處理,就會被拋給上一級的函式

  6. 常見的例外類(從exception類派生而來,位于<stdexcept>中,型別例外位<typeinfo>

    1. out_of_range 如vector、string用at函式范圍越界時
    2. bad_alloc 動態分配記憶體請求失敗(typeinfo頭檔案中)
    3. bad_cast 用dynamic轉換基類參考失敗(typeinfo頭檔案中)

    --> 通過例外物件的what()函式獲取例外資訊

運行時型別檢查

  1. 需要<typeinfo>頭檔案

  2. 對于多型類,會回傳實際指向的物件型別

  3. 示例

    long n;
    cout<<typeid(n).name()<<endl;
    

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