找回密码
 立即注册
  • QQ空间
  • 回复
  • 收藏

C++难就难在,你找不到任何一件简单的事

admin 2019-2-10 16:18 137人围观 C++相关

作者:工控上位机学习



工控课堂

工控课堂【www.gkket.com】工程师必备网站

添加微信:gk-auto 加入微信群

电气工控自动化-超万元免费资料

点我免费下载

(DownLoad)

作者:小白花
链接:https://www.zhihu.com/question/30196513/answer/563560938
来源:知乎



有人把C++和物理作类比。我很同意。理论物理是一场无尽的旅程,总有最前沿的东西。我对神经科学很感兴趣,也有幸与一个神经科学相关专业的学生交流过,她还给我发过资料,我很感激。然而我在知乎上看到过一个相关的讨论。一个人说“我小时候就想知道大脑是如何工作的,于是我学了神经科学,如今我已经是神经科学博士,依然不知道大脑是如何工作的”。所以我的求知欲只能暂且到此为止。C++亦是如此。

扯远了,我们来说C++有多难吧。

我们只谈构造函数。假如我们有一个类Teacher。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;};
我们考虑给Teacher类加上构造函数。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    Teacher(const std::string& n, const std::string& p)        : name(n), position(p) {}};
虽然语义正确,但是如果我们的实参只为了传递给Teacher,传递之后而没有其他作用的话,那么这个实现是效率低下的。字符串的拷贝花销可观(关于std::string的COW,SSO,view的讨论是另一个故事了)。我们在C++11里面有右值引用和move语义,所以呢,我们可以改成这样。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    Teacher(const std::string& n, const std::string& p)        : name(n), position(p) {}    Teacher(std::string&& n, std::string&& p)        : name(std::move(n)), position(std::move(p)) {};};
你可能觉得这样也已经不错了。不过我们还有可能第一个参数右值,第二个参数左值。或者第一个参数左值,第二个参数右值。所以实际上我们需要四个函数的重载。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    Teacher(const std::string& n, const std::string& p)        : name(n), position(p) {}    Teacher(std::string&& n, std::string&& p)        : name(std::move(n)), position(std::move(p)) {};    Teacher(const std::string&& n, const std::string& p)        : name(std::move(n)), position(p) {}    Teacher(const std::string& n, const std::string&& p)        : name(n), position(std::move(p)) {}};
代码有点多。我们有没有什么方法写一个通用的函数来实现这四个函数呢?有。我们在C++11中有完美转发。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    template <typename S1, typename S2>    Teacher(S1&& n, S2&& p)        : name(std::forward<S1>(n)), position(std::forward<S2>(p)) {};};
完成了。美滋滋。然而事情没有这么简单。如果我们的position有默认值,然后我们写如下代码的话。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    template <typename S1, typename S2 = std::string>    Teacher(S1&& n, S2&& p = "lecturer")        : name(std::forward<S1>(n)), position(std::forward<S2>(p)) {};};int main(){    Teacher t1 = { "david", "assistant" };    Teacher t2{ t1 };}
我们出现了编译期错误。因为Teacher t2{ t1 };的重载决议的最佳匹配是我们的模板,而不是默认的拷贝构造函数,因为拷贝构造函数要求t1是const的。所以,我们可能需要SFINAE和type traits来修改我们的代码。注意,默认函数参数不能类型推导,所以我们才需要的S2的默认模板参数。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    template <typename S1, typename S2 = std::string,    typename = std::enable_if_t<!std::is_same_v<S1, Teacher>>>    Teacher(S1&& n, S2&& p = "lecturer")        : name(std::forward<S1>(n)), position(std::forward<S2>(p)) {};};
仍然不对哦,因为我们的完美转发有引用折叠机制,我们应该判断的S1是Teacher&而不是Teacher。其次,如果有类继承我们的Teacher的话,拷贝的时候依然会出现这个问题,所以我们需要的不是is_same而是is_convertible。然而,如果我们直接写std::is_convertible_v<S1, Teacher>的话,我们实际上判定是不是可以转换的时候,还是会去看我们的构造函数。也就是说我们自己依赖了自己,无穷递归。所以我们需要的是std::is_convertible_v<S1, std::string>。所以,我们修改我们的代码。
class Teacher{private:    std::string name;    std::string position;public:    template <typename S1, typename S2 = std::string,    typename = std::enable_if_t<std::is_convertible_v<S1, std::string>>>    Teacher(S1&& n, S2&& p = "lecturer")        : name(std::forward<S1>(n)), position(std::forward<S2>(p)) {};};
其次,因为我们的默认参数是字面量,字面量是const char[]类型的。我们调用构造函数的时候,也会用字面量。字面量不是std::string类型会造成很多问题。然而在C++14中,我们可以用User-defined literals来把字面量声明成std::string类型的。不过记得命名空间,这个名字空间不在std中。我们这里不再讨论了。

我们接下来讨论用构造函数初始化的问题。初始化有很多种写法,以下我列出有限的几种。
Teacher t1("david"s);Teacher t2 = Teacher("david"s);Teacher t3{ "lily"s };Teacher t4 = { "lily"s };Teacher t5 = Teacher{ "lily"s };auto t6 = Teacher("david"s);auto t7 = Teacher{ "lily"s };
我们用了auto。然而auto是decay的。而decltype(auto)不。所以,以下代码如果用auto的话可能不是你需要的。
const Teacher& t8 = t1;auto t10 = t8;
我们需要写const auto&

此外,我们可以看出,用小括号和大括号好像没什么区别。不过,在一些情况下会有很大的差别。我们列出一些。
std::vector<int> vec1(30, 5);std::vector<int> vec2{ 30, 5 };
甚至因为C++17的构造函数自动推导,我们可以写出更加疯狂的代码。
std::vector vec3{ vec1.begin(), vec2.end() };
这个代码是用初始化列表初始化的,也就是说我们得到的vec3中有两个iterator。

好了,我们回过头来说auto。我们可以看到好像我们所有的初始化都可以用auto。是这样吗?如果我们写atomic的代码呢?
auto x = std::atomic<int>{ 10 };
是可以的。因为在C++17中我们有Copy Elision。所以这里没有拷贝函数的调用,和直接定义并初始化是一致的。但是atomic初始化是有问题的。
std::atomic<int> x{};
这样是不能零初始化的。当然了,这显然是API的不一致,或者说错误。所以我们有LWG issue 2334。预计在C++20修复这个问题。嘻嘻。

以上内容基于《C++ templates》的作者Nicolai Josuttis的几场talk。

转发是最大的鼓励!谢谢您的支持!

重要通知

想加入工控上位机学习技术交流群

请添加班长为好友

并备注:地区-行业-姓名昵称获取进群资格。



工控上位机学习专业专注分享      

分享到朋友圈,和朋友们一起分享吧

——————————————————————

▣ 来源:工控课堂www.gkket.com,侵删!

▣ 声明:本文素材系网络收集,工控上位机学习编辑整理。文中所用视频、图片、文字版权归原作者所有。但因转载众多,无法确认真正原始作者,故仅标明转载来源。如涉及作品版权问题,烦请及时联系17621634088(微信同号),我们将即刻确认版权并按国家相关规定支付稿酬!





她们都关注了,你还等什么?




















猛戳阅读原文,开启电气工控自动化之路

-------------------------------------------------------------------------
我们尊重原创,也注重分享,如若侵权请联系qter@qter.org。
-------------------------------------------------------------------------

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

yafeilinux和他的朋友们微信公众号二维码

微信公众号

专注于Qt嵌入式Linux开发等。扫一扫立即关注。

Qt开源社区官方QQ群二维码

QQ交流群

欢迎加入QQ群大家庭,一起讨论学习!

我有话说......