c++0x

生活百科 2023-01-26 08:57生活百科www.aizhengw.cn

c++0x

C++0x是C++11标準成为正式标準之前的草案临时名字。

C++是具有国际标準的程式语言,通常称作ANSI/ISO C++,1998年国际标準组织(ISO)颁布了C++语言的国际标準ISO/IEC 1488-1998。。1998年是C++标準委员会成立的第一年,以后每5年视实际需要更新一次标準。2009年,C++标準有了一次更新,一般称该草案为C++0x。后来,2011年,C++新标準标準正式通过,更名为ISO/IEC 14882:2011,简称C++11。

C++标準化委员会的主要焦点是在语言核心的发展上,C++0x关于核心语言的领域将被大幅改善,包括多执行绪支持、 泛型编程、统一的初始化,以及表现的加强。

基本介绍

  • 中文名C++0x
  • 外文名C++0x
  • 类别曾用名
  • 新名C++11

国际标準

C++11(草案原名C++0x)最终国际投票已于2011年8月10日结束,所有国家都投出了赞成票。国际标準化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)于 2011年9月1日出版发布C++11标準,正式名称为
ISO/IEC 14882:2011 - Information technology -- Programming languages -- C++
C++11标準,作为C++标準第三版,将取代1998年发布的C++标準第一版(C++98标準,全称ISO/IEC 14882:1998)和2003年发布的C++标準第二版(C++03标準,全称ISO/IEC 14882:2003)。
新标準的pdf文档可以在ISO官方网站购买获取。

核心语言

C++委员会的主要焦点是在语言核心的发展上。C++0x的发表日期取决于这部份标準的作业进度。
核心语言的领域将被大幅改善,包括多执行绪支持、泛型编程、统一的初始化,以及表现的加强。
在此分成4个区块来讨论核心语言的特色以及变更 运行期表现强化、建构期表现强化、可用性强化,还有崭新的机能。某些特色可能会属于多个区块,但在此仅于其最具代表性的区块描述该特色。
2011年3月27日,IS0 C++ 委员会正式批准了C++程式语言国际标準最终草案(FDIS)。标準本身已经完成,接下来将是根据委员会会议修改意见更新工作草案,预计将用三周时间完成FDIS草案,然后交给日内瓦的ITTF,最新的C++标準将在夏天发布,先前被临时命名为C++0x的新标準将被称为C++ 2011。从2003年发布的C++03到2011年的C++ 2011,新标準的制定历经了8年时间。GCC和Visual C++编译器都已加入了C++2011/C++0x的支持。

表现强化

右值引用与转移语义

在旧标準C++语言中,临时量(术语为右值,因其出现在赋值表达式的右边)可以做参数传给函式,但只能被接受为const &类型。这样函式便无法区分传给const &的是真正的右值还是普通const变数。而且,由于类型为const &,函式也无法改变所传对象的值。
C++0x将增加一种名为右值引用的新的引用类型,记作typename &&。这种类型可以被接受为非const值,从而允许改变其值。这种改变将允许某些对象创建转移语义。
比如,一个std::vector,就其内部实现而言,是一个C式数组的封装。如果需要创建vector临时量或者从函式中返回vector,那就只能通过创建一个新的vector并拷贝所有存于右值中的数据来存储数据。之后这个临时的vector则会被销毁,删除其包含的数据。
有了右值引用,一个参数为指向某个vector的右值引用的std::vector的转移构造器就能够简单地将该右值中C式数组的指针複製到新的vector,然后将该右值清空。这里没有数组拷贝,并且销毁被清空的右值也不会销毁保存数据的记忆体。返回vector的函式现在只需要返回一个std::vector<>&&。如果vector没有转移构造器,那幺结果会像以前一样用std::vector<> &参数调用它的拷贝构造器。如果vector确实具有转移构造器,那幺转移构造器就会被调用,从而避免大量的记忆体分配。
考虑到安全因素,具名变数即使被声明为右值类型也不会被当作右值。如需把它当作右值,须使用库函式std::move()。
bool is_r_value(int &&)
{
return true;
}
bool is_r_value(const int &)
{
return false;
}
void test(int &&i)
{
is_r_value(i); // false
is_r_value(std::move(i)); // true
}
出于右值引用定义的本质特徵以及某些对左值引用(常规引用)定义的修改,右值引用允许程式设计师提供函式参数的完美转发。当与模板变参相结合时,这种能力可以允许函式模板完美地将参数转发给接受那些参数的其他函式。这在转发构造器参数时尤为有用可以创建一些能自动调用具有相应参数构造器的工厂函式。

泛化的常数表示式

C++语言一直具有常量表达式的概念。这些诸如3+4之类的表达式总是产生相同的结果且不具备副作用。常量表达式给编译器带来了最佳化的可能,而编译器也经常在编译期执行此类表达式并将结果存放在程式中。,C++语言规范中有一些地方需要使用常量表达式。定义数组需要常量表达式,而枚举值也必须是常量表达式。
,每当碰到函式调用或对象构造,常量表达式便不再有效。所以简单如下例便不合法
int GetFive()
{
return 5;
}
int some_value[GetFive() + 5]; //创建一个包含10个整型变数的数组,在标準C++中不合法
这段代码在C++中不合法,因为GetFive() + 5不是一个常量表达式。编译器无从知晓GetFive在运行期是否产生常量。理论上,这个函式可能会影响某个全局变数,或者调用其他运行期产生非常量的函式。
C++0x将引入constexpr关键字,此关键字将使用户能保证某个函式或构造器在编译期产生常量。上例可被改写如下
constexpr int GetFive()
{
return 5;
}
int some_value[GetFive() + 5]; //在标準C++0x中合法
这段代码将使编译器理解并确认GetFive是个编译期常量。
在函式上使用constexpr将对函式功能施加严格的限制。,函式必须返回非void类型。,函式体必须具有"return /expr/"的形式。第三,expr在参数替换后必须是常量表达式。该常量表达式只能调用其他定义为constexpr的函式,只能使用其他常量表达式数据变数。第四,常量表达式中一切形式的递归均被禁止。,这种带constexpr的函式在编译单元中必须先定义后调用。
变数也可被定义为常量表达式值。
constexpr double forceOfGravity = 9.8;
constexpr double moonGravity = forceOfGravity / 6;
常量表达式数据变数隐含为常量。它们只能存放常量表达式或常量表达式构造器的结果。
为了从用户自定义类型中构建常量表达式数据值,构造器在声明时可带constexpr。同常量表达式函式一样,在编译单元中常量表达式构造器也必须先定义后使用。常量表达式构造器函式体必须为空,而且它必须用常量表达式构造其成员。这种类型的析构器必须是平凡的。
由常量表达式拷贝构造的类型也必须被定义为constexpr,以使它们能从常量表达式函式中作为值被返回。类的任何成员函式,包括拷贝构造器和操作符重载,都能被声明为constexpr,只要它们符合常量表达式函式的定义。这就允许编译器在编译期不仅能拷贝类对象,也能对其实施其他操作。
常量表达式函式或构造器可以用非constexpr参数来调用。就如同一个constexpr整数常量可以被赋给一个非constexpr变数一样,constexpr函式也可用非constexpr参数来调用,并且其结果也可存放在非constexpr变数中。此关键字只是提供了在一个表达式的全部成员均为constexpr时其结果为编译期常量的可能性。

对POD定义的修正

在标準C++语言中,要让结构成为POD类型必须满足某几条规则。有充分理由让一大堆类型满足这些规则(定义);只要满足这些规则,结构的实现将产生兼容于C的对象布局。,在C++03中这些规则过于严格。注POD,Plain Old Data,指POD用来表明C++中与C相兼容的数据类型,可以按照C的方式来处理(运算、拷贝等)。非POD数据类型与C不兼容,只能按照C++特有的方式进行使用。
C++0x将放鬆某些关于POD的限制规则。
如果一个类或结构是平凡的,具有标準布局的,且不包含任何非POD的非静态成员,那幺它就被认定是POD。平凡的类或结构定义如下
1.具有一个平凡的预设构造器。(可以使用预设构造器语法,如 SomeConstructor() = default;)
2.具有一个平凡的拷贝构造器。(可以使用预设构造器语法)
3.具有一个平凡的拷贝赋值运算符。(可以使用预设语法)
4.具有一个非虚且平凡的析构器。
一个具有标準布局的类或结构被定义如下
1.所有非静态数据成员均为标準布局类型。
2.所有非静态成员的访问许可权(public, private, protected) 均相同。
3.没有虚函式。
4.没有虚基类。
5.所有基类均为标準布局类型。
6.没有任何基类的类型与类中第一个非静态成员相同。
7.要幺全部基类都没有非静态数据成员,要幺最下层的子类没有非静态数据成员且最多只有一个基类有非静态数据成员。继承树中最多只能有一个类有非静态数据成员。所有非静态数据成员必须都是标準布局类型。

表现加强

外部模板
在标準C++语言中,如果在某一个编译单元中编译器碰到一个参数完全指定的模板,它就必须实例化该模板。这种做法可能大大延长编译时间,尤其在许多编译单元使用同样的参数实例化该模板时。
C++0x将引入外部模板的概念。C++已经拥有了迫使编译器在某一地点实例化模板的语法
template class std::vector<MyClass>;
C++所缺乏的是防止编译器具现化某个模板的能力。C++0x只是简单地将语法扩展为
extern template class std::vector<MyClass>;
这段代码将告诉编译器不要在这个编译单元实例化此模板。

使用性

初始化列表

标準C++语言从C语言中借入了初始化列表概念。根据这一概念,结构或数组可以通过给定一串按照结构中成员定义的次序排列的参数来创建。初始化列表可以递归创建,结构数组或包含其他结构的结构也能使用初始化列表。这对于静态列表或用某些特定值初始化结构而言非常有用。C++语言中存在能让对象初始化的构造器特性。但构造器特性本身并不能取代初始化列表的所有功能。标準C++允许类和结构使用初始化列表,但它们必须满足POD的定义。非POD的类不能使用初始化列表,一些C++式的容器如std::vector和boost::array也不行。
C++0x将把初始化列表绑定为一种名为std::initializer_list的类型。这将允许构造器及其他函式接受初始化列表作为其参数。比如
class SequenceClass
{
public:
SequenceClass(std::initializer_list < int >list);
};
这段代码将允许SequenceClass用一串整数构造,如下所示
SequenceClass someVar = {1, 4, 5, 6};
这种构造器是一种特殊类型的构造器,名为初始化列表构造器。具有这种构造器的类在统一的初始化形式中将被特殊对待。
std::initializer_list<>类在C++0x标準库中将成为一等公民。这个类的对象只能通过使用{}语法由C++0x编译器静态构建并初始化。列表一旦构建即可被拷贝,儘管只是引用拷贝。初始化列表是常量,一旦构建,组成列表的成员以及其成员所包含的数据便无法改变。
由于初始化列表是一种真实的类型,在类构造器之外的地方也能使用。常规函式也可接受初始化列表作为其参数。比如
void FunctionName(std::initializer_list<float> list);
FunctionName({1.0f, -3.45f, -0.4f});
,标準容器也可用初始化列表初始化。比如
vector<string> DayOfWeek={"Monday", "Tuesday", "Wednesday"};

统一的初始化

标準C++在类型初始化中存在一些问题。语言中存在几种类型初始化方式,但替换使用的话产生的结果不尽相同。传统的构造语法看起来更像函式声明。必须採取措施以使编译器不把对象构造误认为函式声明。只有集合类型和POD类型能用集合初始化器初始化(用SomeType var = {/stuff

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