C++ 新版本特性 - C++20
警告
C++20下面的代码未在环境上编译测试使用，仅用于理论知识补充，后期升级gcc版本再进行实测。
参考资料
特性概览
The Big Four
Concepts
C++中模板编程极大地简化了代码的编写，但同时也会带来一些使用上的疑惑,例如，判断两个数是否相等，C++17提供了concept机制，用来检查模板参数类型：
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#include <concepts>
#include <iostream>
template <typename T>
concept Integeral = std::is_integral<T>::value;
template <Integeral T>
auto isEqual(T left, T right) {
return left == right;
}
int main() {
cout << std::boolalpha;
double a = 2.334;
double b = 2.335;
std::cout << isEqual(2, 2) << std::endl; // true
std::cout << isEqual(b - a, 0.001) << std::endl; // false
return 0;
}
Range library
ranges：代表一段元素，之前版本使用begin和end标识一段元素。
ranges优点:
- 简化语法和操作；
- 防止begin，end迭代器的不配对使用；
- 使得类似管道|的串行操作成为可能。
相关概念：
- View：延迟计算，只有读权限
- Actions：即时处理，读或写
- Algorithms：操作range
- Views和Actions的串联操作
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#include <concepts>
#include <iostream>
//简化操作：
void simple_action()
{
std::cout << "simple_action" << std::endl;
std::vector<int> vec{3, 1, 2, 5, 6, 4};
// std::sort()
std::sort(vec.begin(), vec.end());
std::copy(vec.begin(), vec.end(), std::ostream_iterator<int>{cout, " "}); // 1 2 3 4 5 6
// ranges::sort()
std::ranges::sort(vec);
std::ranges::copy(vec, std::ostream_iterator<int>{cout, " "}); // 1 2 3 4 5 6
}
//串联视图：
void view_action()
{
std::cout << "view_action" << std::endl;
std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5, 6};
auto even = [](int i){ return i % 2 == 0; };
auto square = [](int i){ return i * i; };
auto result = vec | std::views::filter(even) | std::views::transform(square);
/* 此时 result 并没有被计算，只是定义了一系列视图，只有到下面的遍历操作时，result 触发，即所谓延迟计算 */
for (auto i : result)
{
cout << i << " "; // 4 16 36
}
}
//过滤和变换：
void filter_transfrom_action()
{
std::cout << "filter_transfrom_action" << std::endl;
std::vector vec{1, 2, 3, 4, 5};
auto result = vec | std::views::transform([](int i){ return i * i; }) | std::views::take(3);
cout << std::accumulate(result.begin(), result.end(), 0) << endl; // 14
}
int main()
{
simple_action();
view_action();
filter_transfrom_action();
return 0;
}
Coroutines
所谓协程，是一个函数，能在保持状态的时候暂停或者继续。具有关键字：
- co_await：挂起协程，等待其它计算完成
- co_return：退出协程
- co_yield：弹出一个值，挂起协程，等待下一次调用，类似于Python中的生成器
待补充内容
Modules
关键字：import，export
新建测试文件test_module.ixx和main.cpp，注意模块文件后缀名为.ixx，如果为.cpp文件可能需要去命令行编译，使用方式和include差不多，但是说使用模块比使用include效率要高很多：
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// test_module.ixx
export module test_module;
namespace _module {
auto _print() { return "hello world"; }
export auto print() { return _print(); }
} // namespace _module
/*——————————————————————————————————————————*/
// main.cpp
import test_module;
#include <iostream>
int main() {
std::cout << _module::print() << std::endl; // hello world
return 0;
}
模块优势：
- 没有头文件
- 声明和实现仍然可以分离，但没有必要
- 可以显式指定导出目标对象（函数，类）
- 没有头文件重复包含风险
- 模块名称可以相同
- 模块只处理一次，编译更快（头文件每次引入都需要处理）
- 预处理宏只在模块内有效
- 模块引入顺序无关紧要
Core Language
特性测试宏
通过它可以判断编译器是否支持某个功能，例如：
// 语言特性
__has_cpp_attribute(fallthrough)
__cpp_binary_literals
__cpp_char8_t
__cpp_coroutines
// 标准库特性
__cpp_lib_concepts
__cpp_lib_ranges
__cpp_lib_scoped_lock
三路比较运算符<=>
(x <=> y) < 0 // 如果 x < y, 返回 true
(x <=> y) > 0 // 如果 x > y, 返回 true
(x <=> y) == 0 // 如果 x == y, 返回 true
可以使用以下代码代替所有的比较运算符：
auto X::operator<=>(const X&) = default;
范围for循环初始化
class Data {
public:
Data(){}
Data getData() { return Data(); }
private:
std::vector<int> values;
};
int main() {
for (auto data = getData(); auto &value : data.values) {
cout << value << " ";
}
return 0;
}