C++11：常用語法匯總

目錄

  • 🍁統一的列表初始化 { }
    • initializer_list
  • 🍁decltype 推導表達式類型
  • 🍁可變參數模板
    • 解析可變參數包
      • 方法一
      • 方法二
  • 🍁lambda 表達式
    • 捕捉列表的使用
    • 運用場景舉例
    • lambda表達式 與 函數對象

🍁統一的列表初始化 { }

在 C++98 標準中，花括號 { } 可以對數組、結構體元素進行同一的初始化處理：

struct Point
{int _x;int _y;
};int main()
{int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; //初始化數組char str[] = { "hello world" };Point p = { 1, 2 };return 0;
}

時間來到 C++11 的時候，就擴大了花括號 { } 列表的使用范圍。

花括號 { } 可以用來所有的內置類型 和 自定義類型；簡單的來說就是可以用花括號來初始化一切變量，并且可以省略賦值符號。

struct Point
{int _x;int _y;
};int main()
{int x1 = 10;int x2 = { 20 }; //初始化變量x2int array1[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; //初始話array1數組省略賦值符號char str[] { "hello world" };Point p { 1, 2 };return 0;
}

列表初始化可以對 new 對象進行初始化：

int* pa = new int[5]{ 1, 2, 3, 4, 5 };

創建對象時使用列表初始化會調用該對象的構造函數：

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _day(day){std::cout << "Date(int year, int month, int day)" << std::endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d(2024, 1, 1); //調用構造函數//使用列表初始化Date d1 = { 2024, 1, 2 }; //構造+拷貝構造==>編譯優化為構造Date d2{ 2024 ,1, 3 };return 0;
}

在這里插入圖片描述

列表初始化還可以運用在容器上：

#include <vector>
#include <list>int main()
{std::vector<int> v1 = { 1, 2, 3, 4, 5 }; //初始化vector容器std::list<int> lt1 = { 10, 20, 30, 40 }; //初始化list容器return 0;
}

注意：在初始化 vector 和 list 這樣的容器的時候，并不是直接去調用 vector 和 list 的構造函數。vector 和 list 的構造函數也不支持這么多參數的傳參。

initializer_list

花括號里面的初始化內容，C++會識別成 initializer_list ：

int main()
{auto i1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };auto i2 = { 10, 20, 30, 40, 50, 60 };std::cout << typeid(i1).name() << std::endl;std::cout << typeid(i2).name() << std::endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述

initializer_list 是一個類：
在這里插入圖片描述
initializer_list 會構建一個類型，這個類型有兩個指針：第一個指針指向列表的開始，另一個指針指向列表結尾的下一個位置

在這里插入圖片描述

int main()
{auto i1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };auto it1 = i1.begin();auto it2 = i1.end();std::cout << it1 << std::endl;std::cout << it2 << std::endl;std::cout << it2 - it1 << std::endl; return 0;
}

在這里插入圖片描述
尾指針地址減去列表首元素的地址，得到就是列表元素個數

提示：列表中的內容是不能修改的，因為它們是被存放到常量區

int main()
{auto i1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };auto it = i1.begin();(*it)++; //報錯return 0;
}

在這里插入圖片描述
當然，我們也可以使用這個類：

int main()
{std::initializer_list<int> il = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };for (auto& e : il){std::cout << e << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述

為什么 vector 和 list 容器能夠支持列表初始化呢？

C++11 標準出來后，像 vector 和 list 這樣的容器推出了這樣的構造函數：

vector(initializer_list<value_type> il, const allocator_type& alloc = allocator_type());

vector 和 list 通過 initializer_list類去初始化列表，進而實現 vector 和 list 的構造初始化。

下面來實現一個簡單版的 vector 支持 initializer_list 的構造函數：

vector(std::initializer_list<T> il)
{reserve(il.size()); //檢查容量for (auto& e : il)push_back(e);
}

下面再來舉例幾個列表初始化的案例：

#include <map>
#include <set>
#include <vector>int main()
{std::vector<int> v1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };std::vector<int> v2 = { 10, 20, 30, 40, 50 };std::vector<std::vector<int>> vv1 = { v1 ,v2 };//對象初始化std::vector<std::vector<int>> vv2 = { std::vector<int>{100, 200, 300}, v2 }; //匿名對象初始化std::vector<std::vector<int>> vv3 = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } }; //編譯器自動推導類型std::set<std::vector<int>> s = { {1, 2, 3}, {10, 20, 30} };std::map<std::string, int> m = { {"蘋果", 1}, {"香蕉", 2}, {"哈密瓜", 3} };return 0;
}

🍁decltype 推導表達式類型

decltype 是 C++11 中引入的一個新的關鍵字，主要用于 聲明和推導表達式的類型

int main()
{int x = 10;int y = 20;double a = 1.1;double b = 2.2;decltype (x + y) ret1;decltype (b - a) ret2;decltype (&x) ret3;std::cout << typeid(ret1).name() << std::endl;std::cout << typeid(ret2).name() << std::endl;std::cout << typeid(ret3).name() << std::endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述

decltype 可以用于 auto 推導不了類型的場景，例如模板的實例化傳參：

int main()
{double a = 1.1;double b = 2.2;//要求vector存儲與 a*b 表達式的返回值一致的類型std::vector<decltype(a * b)> v; //利用 decltype 推導表達式的類型return 0;
}

🍁可變參數模板

C++98/03中，類模板的和函數模板中只能含有固定數量的模板參數，比較局限。在 C++11 引入了可變參數模板，可以創建可變參數函數和類模板。

示例：

template <class ...Args>  //...Args表示模板參數包
void ShowList(Args... args)
{}int main()
{ShowList();ShowList(1);ShowList(1, 'x'); //不會限制傳入的類型和參數的個數return 0;
}
  • Args是一個模板參數包，args是一個函數形參參數包

在函數聲明一個形參參數包 Args... args ，表示這個參數包中可以被傳入的參數個數是 0 個甚至是多個參數

也可以用sizeof來統計傳入參數的個數，如下：

#include <iostream>
using namespace std;template<typename ...Args>
void ShowList(Args... args)
{cout << sizeof...(args) << endl; //統計傳入參數的個數
}int main()
{ShowList();ShowList(1);ShowList(1, 'x'); //不會限制類型ShowList(1, 'x', "abc"); return 0;
}

在這里插入圖片描述

解析可變參數包

可變參數的作用我們看到了，就是解決了傳參個數的限制。但是，當一個函數設置了參數包，那么在函數內部我們如何去獲取可變參數包參數變量呢？

方法一

C++11提供了一個遞歸的方式來解析可變參數包，在函數模板中多設置一個模板參數：

void ShowList()
{cout << endl;
}template<typename T, typename ...Args>
void ShowList(const T& val, Args... args)
{cout << val << " "; ShowList(args...);//傳入參數包，遞歸解析
}
int main()
{ShowList();ShowList(1);ShowList(1, 'x'); ShowList(1, 'x', "abc"); return 0;
}

在這里插入圖片描述

當參數被傳入后，T 模板參數 val 會獲取首次傳入的參數。在之后都是獲取到可變參數包的參數內容，每獲取一次，可變參數個數遞歸傳給下一次 ShowList 的參數個數就會減少一次。至此，就達到解析可變參數包的效果。

由于在參數包中傳入的參數個數可以是 0 個，因此當參數包個數為 0 時也就是遞歸結束的條件！

方法二

通過調用函數的方式初始化數組來解析參數包：

template<typename T>
int PrintArg(const T& t)
{cout << t << " ";return 0;
}
template<typename ...Args>
void ShowList(Args... args)
{int arr[] = { PrintArg(args)... }; //初始化數組cout << endl;
}
int main()
{ShowList();ShowList(1);ShowList(1, 'x'); ShowList(1, 'x', "abc"); return 0;
}

在這里插入圖片描述

以 ShowList(1, 'x', "abc"); 為例子，編譯器在編譯階段會將上面代碼解析為下面這樣：

void ShowList(int a1, char a2, string a3)
{int arr[] = { PrintArg(a1), PrintArg(a2), PrintArg(a3) };cout << endl;
}

使用參數包會影響編譯器的效率，因為要推演函數參數的類型。對此，一般的參數包都會設計成下面這樣的情況：

這里拿 ShowList 模板函數為例子

template<typename ...Args>
void ShowList(Args&&... args) //這里的&&表示折疊引用
{int arr[] = { PrintArg(args)... }; //初始化數組cout << endl;
}

在參數包后加上 &&，在推演參數類型時，傳遞的參數為左值 && 就會折疊為左值；傳遞的參數為右值 && 就沒有變化還是右值；因此，在參數包后加上 &&，也被稱為萬能引用！

🍁lambda 表達式

介紹 lambda 表達式前，先來看這樣的一個例子：

struct Goods
{string _name;  // 名字double _price; // 價格int _evaluate; // 評價Goods(const char* str, double price, int evaluate):_name(str), _price(price), _evaluate(evaluate){}
};int main()
{vector<Goods> v = { { "蘋果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠蘿", 1.5, 4 } };return 0;
}

vector 容器中的 Goods 對象有這樣的屬性：價格、名稱 和 重量。

現在，如果想要將 vector 容器中的 Goods對象 按照價格進行降序排序，正常操會是這樣的：先定義一個對貨物的價格做比較的仿函數，再使用 sort 函數進行排序處理

struct ComparePriceGreater //定義仿函數
{bool operator()(const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._price > g2._price;}
};int main()
{vector<Goods> v = { { "蘋果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠蘿", 1.5, 4 } };//降序sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());return 0;
}

為了方便展示，這里直接使用了 VS 的監視窗口。

排序前：
在這里插入圖片描述

排序后結果如下：
在這里插入圖片描述

可以看到在 vector 容器中，各個物品都是按照價格降序的順序進行排列。

在使用仿函數時，需要定義一個類，實現對應的函數運算符重載。仿函數的名字，定義都是有些許的繁瑣和麻煩。

在 C++11引出了這么一個新的語法：lambda 表達式 可以代替仿函數而去使用 sort 函數。

下面就來介紹一下 lambda 表達式。

lambda 表達式由以下幾個部分構成：

  • [] 捕捉列表：編譯器會根據 [] 來判斷代碼是否為 lambda 表達式。[] 捕捉列表 用于捕獲上下域中的變量提供給lambda 函數使用
  • ()參數列表：與普通的函數參數列表一樣，當形參不存在時，()可以省略不寫
  • mutable：通常情況下，lambda 表達式總是一個const 函數，mutable 關鍵字用于取消 lambda表達式的常性，可以省略
  • ->返回值類型：用追蹤返回類型形式聲明函數的返回值類型，返回值類型明確情況下可以省略不寫，由編譯器自動推導
  • {}函數體：實現 lambda 表達式的功能，函數體內部可以使用形參列表的內容，以及被捕獲的變量值

lambda 表達式的書寫格式：[] () mutable->return-type {}

注意：lambda 表達式返回值是一個對象

下面來舉個示例，實現兩個數相加的 lambda 表達式 ：

int main()
{std::cout << [](int x, int y)->int { return x + y; }(1, 2) << std::endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述
但是這樣寫 lambda表達式很抽象，不利于代碼的閱讀。

lambda 表達式返回值是一個對象，可以將上面代碼改寫為下面這樣：

int main()
{auto add = [](int x, int y)->int { return x + y; }; //讓編譯器自動推導lambda表達式的類型std::cout << add(10, 20) << std::endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述

將 lambda 表達式返回，編譯器會自動推導 lambda表達式類型定義為add。實例化一個 add 匿名對象執行對應的相加功能，通過打印輸最后出到終端。

上面是通過傳參的方式實現兩個數相加的功能，下面用 lambda 表達式的捕獲方式來實現相加功能：

int main()
{int x = 10, y = 20;auto add = [x, y]()->int { return x + y; }; //用[]來捕獲x和y的值std::cout << add() << std::endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述

對 lambda 表達式有了一定了解后，我們再回過頭來看看先前舉的例子：

struct ComparePriceGreater //定義仿函數
{bool operator()(const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._price > g2._price;}
};int main()
{vector<Goods> v = { { "蘋果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠蘿", 1.5, 4 } };//降序sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());return 0;
}

寫仿函數的進行排序的方式是不是太過于有點麻煩了，我們可以將仿函數改寫成 lambda 表達式：

int main()
{vector<Goods> v = { { "蘋果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠蘿", 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) //使用lambda表達式{return g1._price > g2._price;});return 0;
}

排序前：
在這里插入圖片描述

排序后：
在這里插入圖片描述
使用lambda表達式進行排序的實現效果跟使用仿函數一樣

捕捉列表的使用

下面用 lambda 表達式實現 swap 函數：

可以通過參數列表來實現，不過在使用參數列表時，需要用引用參數來接收：

int main()
{int x = 10, y = 20;//引用傳入變量，正常值拷貝不會影響lambda表達式外的變量auto swap = [](int& x, int& y) {int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap(x, y); //實例化swap匿名對象cout << x << " " << y << endl;	return 0;
}

在這里插入圖片描述

lambda 表達式內部作用域 與 當前使用 lambda表達式 的函數作用域是分開的。

也就是說：在當前函數中的變量，在 lambda 表達式內部是使用不了的。如果，想要在 lambda 表達式中使用當前函數的變量，有兩種方式：參數列表傳參 和 捕捉列表。

如上舉例，可以想象成函數傳參。

下面再來通過捕獲列表來實現 swap交換功能：

int main()
{int x = 10, y = 20;auto swap = [x, y]() //捕獲x，y變量{int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap();cout << x << " " << y << endl;return 0;
}

但是，直接捕獲的變量，對其直接進行修改會報錯：
在這里插入圖片描述
在 lambda表達式中 被捕獲的變量是按照拷貝的形式。

這里的 x 和 y 變量被捕獲到 lambda表達式后，是被 const 修飾過的，直接進行值修改會報錯 。

捕捉列表有兩種捕獲變量的方式：傳值捕捉 和 傳引用捕捉

傳值捕捉 和 傳引用捕捉 可以在捕捉列表中任意組合，下面來舉例幾個案例：

int x = 10, y = 20;
[&]() {};//全部傳引用捕捉
[=]() {};//全部傳值捕捉//混合捕捉
[&x, y]() {};
[&, x]() {};
[=, &y]() {};

捕捉列表不能重復捕捉同一個變量，下面這種情況編譯器會報錯：

int x = 10;
[=, x]() {}; //出錯

回到剛剛實現的 lambda 表達式。如果想要通過 傳值捕捉 實現 swap 交換的功能，就要在 lambda 表達式中就要加上 mutable關鍵字：

int main()
{int x = 10, y = 20;auto swap = [x, y]() mutable //捕獲x，y變量，使用mutable關鍵字{int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap();cout << x << " " << y << endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述
當然，也可以通過 傳引用捕捉 的方式實現對應的功能：

int main()
{int x = 10, y = 20;auto swap = [&x, &y]() //傳引用捕捉{int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap();cout << x << " " << y << endl;return 0;
}

在這里插入圖片描述

運用場景舉例

實現這樣的一個程序，在這個程序中創建線程池，使得每個線程都能夠執行打印特定數字的功能：

#include <thread>
#include <vector>using namespace std;int main()
{int n = 0;//創建n個線程cin >> n;vector<thread> thds(n); //創建n個默認構造線程for (int i = 0; i < n; i++){size_t m = 0;cin >> m; //輸入打印數的范圍//創建線程池，使每個線程執行打印功能thds[i] = thread([i, m]() //移動賦值，創建的匿名線程是將亡值{for (int j = 0; j < m; j++){//打印對應線程編號與數字cout << this_thread::get_id() << ":" << j << endl;}cout << endl;});}//等待線程池for (auto& th : thds) th.join(); //這里必須傳引用，線程沒有拷貝構造（沒有意義）return 0;
}

lambda表達式 與 函數對象

先來介紹一下函數對象：函數對象，又被稱為仿函數。實現一個類，在這個類中實現一個 operator() 運算符重載。實例化出這個類對象，在調用 operator() 時，就像調用函數那般。就被稱為仿函數。

下面實現一個仿函數 和 lambda 表達式，實現的功能都類似：

class Rate
{
public:Rate(double rate) : _rate(rate){}double operator()(double money, int year){return _rate * money * year;}
private:double _rate;
};int main()
{//函數對象double rate = 0.49;Rate r1(rate);//構造r1(1000, 2);//lambda表達式auto r2 = [=](double money, int year)->double{return money * year * rate;};r2(1000, 2);return 0;
}

在VS2022調試下，查看反匯編：
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

下面再來計算一下仿函數的大小和 lambda表達式的大小，還是拿上面的例子：

class Rate
{
public:Rate(double rate) : _rate(rate){}double operator()(double money, int year){return _rate * money * year;}
private:double _rate;
};int main()
{double rate = 0.49;auto r2 = [=](double money, int year)->double{return money * year * rate;};cout << sizeof Rate << endl; //查看Rate類的大小cout << sizeof r2 << endl; //查看r2的lambda表達式的大小return 0;
}

在這里插入圖片描述

反觀底層，仿函數和lambda表達式都是類似的匯編調用方式。而且，如果 lambda表達式捕獲的變量 與 仿函數類中的成員一樣，那么計算的大小都是一樣的。

可以這樣說：在編譯器眼里，lambda表達式就是仿函數。只不過在用戶表面看來，兩個表達式方式是那么的不一樣。

lambda 表達式就介紹到這里。

C++11新增的語法當然還不止這些，如果對 C++11 還感興趣的老鐵，可以看看小編的另一篇文章：C++入門語法介紹

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「 網絡安全常用術語解讀 」漏洞利用預測評分系統EPSS詳解

1. 概覽 EPSS&#xff08;Exploit Prediction Scoring System&#xff0c;漏洞利用預測評分系統&#xff09; 提供了一種全新的高效、數據驅動的漏洞管理功能。EPSS是一項數據驅動的工作&#xff0c;使用來自 CVE 的當前威脅信息和現實世界的漏洞數據。 EPSS 模型產生 0 到 1&…
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vue 中的 Vuex

vue 中的 Vuex

Vuex Vuex是什么&#xff1f; 概念&#xff1a;專門在vue中實現集中式狀態&#xff08;數據&#xff09;管理的一個Vue插件&#xff0c;對Vue應用中多個組件的共享狀態進行集中式的管理(讀/寫&#xff09;&#xff0c;也是一種組件間通信的方式&#xff0c;且適用于任意組件間…
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2024最新小紅書電商落地實操課，從入門到精通，打造爆款方法（16節課）

2024最新小紅書電商落地實操課，從入門到精通，打造爆款方法（16節課）

你是不是經常在小紅書上看到各種各樣的推廣和引流方法&#xff0c;卻感覺實際操作起來很困難&#xff1f; 那么&#xff0c;這門2024最新小紅書電商落地實操課就是為你量身定制的&#xff01;從入門到精通&#xff0c;不僅能讓你了解電商平臺的基本規則和玩法&#xff0c;還能…
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ansible------inventory 主機清單

ansible------inventory 主機清單

目錄 inventory 中的變量 2&#xff09;組變量[webservers:vars] #表示為 webservers 組內所有主機定義變量&#xff0c;所有組內成 員都有效 ansible_userrootansible_passwordabc1234 3&#xff09; [all:vars…
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VulkanSDK Demos vkcube 編譯失敗

VulkanSDK Demos vkcube 編譯失敗

操作系統: Windows 11 23H2 Vulkan 版本: 1.3.2.280.0 Visual Studio 版本: 2022 在VulkanSDK/Demos目錄下存在一個demo solution,其中包含兩個project, vkcube和vkcubepp,兩個分別為C語言和C寫的示例程序, 但是直接編譯這兩個project時會編譯失敗,報了以下錯誤: fatal err…
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[Java EE] 文件IO(一):文件概念與文件系統操作

[Java EE] 文件IO(一):文件概念與文件系統操作

&#x1f338;個人主頁:https://blog.csdn.net/2301_80050796?spm1000.2115.3001.5343 &#x1f3f5;?熱門專欄:&#x1f355; Collection與數據結構 (91平均質量分)https://blog.csdn.net/2301_80050796/category_12621348.html?spm1001.2014.3001.5482 &#x1f9c0;Java …
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