C++17相关

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 2020/05/04 

C++17相关

C++17相关内容个人总结，持续更新

一些参考：

C++17 cppreference.com

optional

模板类，用于表示一个对象可能存在也可能不存在。
优点：
- 显然也可以用一个额外的bool值来表示对象是否存在，但optional可读性高
- 显然也可以用一个pointer表示对象，如果为空指针表示不存在，否则表示对象存在。但这需要动态申请内存，效率上比在栈上分配内存要低很多。虽然定义了operator*() and operator->()操作符，但optional使用栈来管理对象，效率更高。

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <optional>

using namespace std;

optional<string> readFileAsString(const string &filepath) {
    ifstream fin(filepath);

    if (!fin) {
        fin.close();
        return {}; // same as return nullopt;
    }

    // todo: read file
    fin.close();
    return "gjgjh";
}

int main() {
    optional<string> str = readFileAsString("data.txt");
    cout << str.value_or("empty") << endl; // use default value here

    // if str has value or not
    if (str) { // same as if(str.has_value())
        cout << "file read successfully\n";
        cout << *str << '\n';
        cout << str.value() << endl;
    } else {
        cout << "file cannot be opened\n";
    }

    return 0;
}

参考：std::optional，How to Deal with Optional Data in C++

variant

模板类，用一个变量表示多个类型的数据。类似一个类型安全的union。
缺点：variant会重用空间，并没有像struct一样存储每种数据类型的成员。此外，variant还会存储一个隐藏的int，该int标识出它存储的是哪个值。而union只占用最大类型的大小，一般union更省内存。

#include <variant>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    variant<int, string> v, w;
    v = 12;
    int i = get<int>(v);
    w = get<int>(v);
    w = get<0>(v); // index 0: int, index 1: string
    w = v; // same effect as the previous line

    // get<double>(v); // error: no double in [int, string]
    // std::get<3>(v); // error: valid index values are 0 and 1

    // throws on error
    try {
        std::get<string>(w);
    }
    catch (const std::bad_variant_access &) {}

    // returns null on error
    auto *pval = get_if<string>(&v);
    if (pval) cout << "variant value: " << *pval << '\n';
    else cout << "failed to get value!\n";

    // size of variant is bigger than union
    cout << "sizeof int: " << sizeof(int) << endl;
    cout << "sizeof string: " << sizeof(string) << endl;
    cout << "sizeof variant: " << sizeof(v) << endl;

    return 0;
}

参考：Multiple TYPES of Data in a SINGLE VARIABLE in C++?，std::variant

any

任意类型对象。功能类似variant，但是不建议使用，缺点如下：
- 容易不经意设置成一些不想要的类型，variant通过模板参数指定类型，不容易出错
- 对于大类型的对象，动态分配内存，效率低

参考：How to store ANY data in C++，std::any

string_view

string的复制、修改等操作会造成拷贝，而string的构造、拷贝会涉及动态内存分配，因此效率一般较低。
c风格字符串虽然可以避免字符串的复制，但缺点是不包含size、以及一些常用的字符串函数。
string_view不管理内存，只保存一个指向字符串的指针和长度，用于只读字符串，避免了复制操作。同时包含了一些常用的字符串函数。
注意：
- 以上三种字符串可以相互转换。
- 对于只读字符串，尽量使用string_view而不是string。
- 因为string_view并不拷贝内存，所以要特别注意它所指向的字符串的生命周期。string_view指向的字符串，不能再string_view死亡之前被回收（否则会存在悬空指针）。

参考：How to make your STRINGS FASTER in C++，An introduction to std::string_view，std::basic_string_view

structured bindings

c++17之前，处理函数多个返回值一般有以下几个方式：

用引用、指针作为函数参数。
返回pair、tuple、vector等。比较简洁，但是读取返回值时，需要x.first、x.second、std::get<1>(x)等，可读性上不高。
返回自定义struct。可读性上，比返回pair和tuple好。缺点是需要定义一个新的类型，代码显得比较冗余。

c++17提出结构化绑定：

仍然以pair、tuple、vector等形式返回
具体使用形式如下：

#include <utility>
#include <tuple>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    pair<int, string> studentInfo{1, "gjh"}; // also can be tuple or struct
    auto[id, name]=studentInfo; // or const auto& [id, name]=studentInfo;
    cout << "id: " << id << ", name: " << name << endl;

    return 0;
}

原文作者：GJGJH

原文链接：https://gjgjh.github.io/C++17%E7%9B%B8%E5%85%B3.html

发表日期：May 4th 2020, 10:07:30 am

更新日期：February 2nd 2022, 7:37:38 pm

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