【C++庖丁解牛】C++11---新的类的功能 | 可变参数模板

news2024/11/24 3:04:19
🍁你好，我是 RO-BERRY
📗 致力于C、C++、数据结构、TCP/IP、数据库等等一系列知识
🎄感谢你的陪伴与支持 ，故事既有了开头，就要画上一个完美的句号，让我们一起加油

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目录

  • 1.新的类功能
    • 1.1 默认成员函数
    • 1.2 类成员变量初始化
    • 1.3 强制生成默认函数的关键字default:
    • 1.4 禁止生成默认函数的关键字delete:
  • 2.可变参数模板
    • 2.1递归函数方式展开参数包
    • 2.2 逗号表达式展开参数包
    • 2.3 STL容器中的empalce相关接口函数

1.新的类功能

1.1 默认成员函数

原来C++类中，有6个默认成员函数：

  1. 构造函数
  2. 析构函数
  3. 拷贝构造函数
  4. 拷贝赋值重载
  5. 取地址重载
  6. const 取地址重载

最后重要的是前4个，后两个用处不大。默认成员函数就是我们不写编译器会生成一个默认的。

💧C++11 新增了两个：移动构造函数和移动赋值运算符重载。

针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有一些需要注意的点如下：

  • 如果你没有自己实现移动构造函数，且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动构造，如果实现了就调用移动构造，没有实现就调用拷贝构造。
  • 如果你没有自己实现移动赋值重载函数，且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个，那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动赋值，如果实现了就调用移动赋值，没有实现就调用拷贝赋值。(默认移动赋值跟上面移动构造完全类似)
  • 如果你提供了移动构造或者移动赋值，编译器不会自动提供拷贝构造和拷贝赋值。

1.2 类成员变量初始化

C++11允许在类定义时给成员变量初始缺省值，默认生成构造函数会使用这些缺省值初始化，这
个我们在类和对象默认就讲了，这里就不再细讲了。
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1.3 强制生成默认函数的关键字default:

C++11可以让你更好的控制要使用的默认函数。假设你要使用某个默认的函数，但是因为一些原因这个函数没有默认生成。比如：我们提供了拷贝构造，就不会生成移动构造了，那么我们可以使用default关键字显示指定移动构造生成。

class Person
{
public:
	Person(const char* name = "", int age = 0)
		:_name(name)
		, _age(age)
	{}
	Person(const Person& p)
		:_name(p._name)
		, _age(p._age)
	{}
	Person(const Person& p) = default;
	Person(Person&& p) = default;
	Person& operator=(Person&& p) = default;
private:
	mystring::string _name;
	int _age;
};

int main()
{
	Person s1;
	Person s2 = s1;
	Person s3 = std::move(s1);
	return 0;
}

1.4 禁止生成默认函数的关键字delete:

如果能想要限制某些默认函数的生成，在C++98中，是该函数设置成private，并且只声明不定义，这样只要其他人想要调用就会报错。在C++11中更简单，只需在该函数声明加上=delete即可，该语法指示编译器不生成对应函数的默认版本，称=delete修饰的函数为删除函数。

class Person
{
public:
	Person(const char* name = "", int age = 0)
		:_name(name)
		, _age(age)
	{}
	Person(const Person& p) = delete;
private:
	mystring::string _name;
	int _age;
};
int main()
{
	Person s1;
	Person s2 = s1;
	Person s3 = std::move(s1);
	return 0;
}

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2.可变参数模板

C语言的可变参数是printf那一个系列
在这里插入图片描述

C++11的新特性可变参数模板能够让您创建可以接受可变参数的函数模板和类模板，相C++98/03，类模版和函数模版中只能含固定数量的模版参数，可变模版参数无疑是一个巨大的改进。然而由于可变模版参数比较抽象，使用起来需要一定的技巧，所以这块还是比较晦涩的。现阶段呢，我们掌握一些基础的可变参数模板特性就够我们用了

下面就是一个基本可变参数的函数模板

// Args是一个模板参数包，args是一个函数形参参数包
// 声明一个参数包Args...args，这个参数包中可以包含0到任意个模板参数。
template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{}

上面的参数args前面有省略号，所以它就是一个可变模版参数，我们把带省略号的参数称为“参数包”，它里面包含了0到N（N>=0）个模版参数。我们无法直接获取参数包args中的每个参数的，只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数，这是使用可变模版参数的一个主要特点，也是最大的难点，即如何展开可变模版参数。由于语法不支持使用args[i]这样方式获取可变参数，所以我们的用一些奇招来一一获取参数包的值。

//参数包是0-N个参数
template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{}

int main()
{
	ShowList();
	ShowList(1);
	ShowList(1,'A');
	ShowList(1,'A',string("sort"));

	return 0;
}

看起来似乎这个很好用，但是函数体如何实现呢？如何去识别传了多少个参数并且参数都是什么类型，这就很麻烦。

我们使用sizeof...(args)可以算出有多少个参数

//参数包是0-N个参数
template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{
	cout << sizeof...(args) << endl;
}

int main()
{
	ShowList();
	ShowList(1);
	ShowList(1,'A');
	ShowList(1,'A',string("sort"));

	return 0;
}

在这里插入图片描述
我们光知道个数是没用的，我们还得取到里面的值

2.1递归函数方式展开参数包

// 递归终止函数
template <class T>
void ShowList(const T& t)
{
	cout << t << endl;
}
// 展开函数
template <class T, class ...Args>
void ShowList(T value, Args... args)
{
	cout << value << " ";
	ShowList(args...);
}
int main()
{
	ShowList(1);
	ShowList(1, 'A');
	ShowList(1, 'A', std::string("sort"));
	return 0;
}

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2.2 逗号表达式展开参数包

这种展开参数包的方式，不需要通过递归终止函数，是直接在expand函数体中展开的, PrintArg不是一个递归终止函数，只是一个处理参数包中每一个参数的函数。这种就地展开参数包的方式实现的关键是逗号表达式。我们知道逗号表达式会按顺序执行逗号前面的表达式。

expand函数中的逗号表达式：(printarg(args), 0)，也是按照这个执行顺序，先执行printarg(args)，再得到逗号表达式的结果0。

同时还用到了C++11的另外一个特性——初始化列表，通过初始化列表来初始化一个变长数组, {(printarg(args), 0)...}将会展开成((printarg(arg1),0), (printarg(arg2),0)(printarg(arg3),0), etc... )，最终会创建一个元素值都为0的数组int arr[sizeof...(Args)]。由于是逗号表达式，在创建数组的过程中会先执行逗号表达式前面的部分printarg(args)打印出参数，也就是说在构造int数组的过程中就将参数包展开了，这个数组的目的纯粹是为了在数组构造的过程展开参数包


template <class T>
void PrintArg(T t)
{
	cout << t << " ";
}
//展开函数
template <class ...Args>
void ShowList(Args... args)
{
	int arr[] = { (PrintArg(args), 0)... };
	cout << endl;
}
int main()
{
	ShowList(1);
	ShowList(1, 'A');
	ShowList(1, 'A', std::string("sort"));
	return 0;
}

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2.3 STL容器中的empalce相关接口函数

vector::emplace_back
list::emplace_back

  • emplace_back是C++中vector容器的一个成员函数，用于在容器的末尾直接构造一个新的元素。与push_back函数不同的是，emplace_back函数可以直接在容器中构造元素，而不需要先创建一个临时对象。

  • emplace_back函数接受的参数是构造元素所需的参数，它会将这些参数传递给元素类型的构造函数来创建新的元素。这样可以避免创建临时对象和拷贝操作，提高了性能。

  • 使用emplace_back函数时，需要注意传递的参数类型必须与容器中元素类型的构造函数参数匹配。

template <class... Args>
void emplace_back(Args&&... args);

那么emplace_back与push_back有啥区别呢？

  • 单个元素时没什么区别
int main()
{
	std::list<mystring::string> lt1;

	mystring::string s1("xxxx");
	lt1.push_back(s1);
	lt1.push_back(move(s1));
	cout << "============================" << endl;

	mystring::string s2("xxxx");
	lt1.emplace_back(s2);
	lt1.emplace_back(move(s2));

	return 0;
}

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  • 使用复合参数也是差不多的
int main()
{
	std::list<mystring::string> lt1;

	mystring::string s1("xxxx");
	lt1.push_back(s1);
	lt1.push_back(move(s1));
	cout << "============================" << endl;

	mystring::string s2("xxxx");
	lt1.emplace_back(s2);
	lt1.emplace_back(move(s2));
	cout << "============================" << endl;

	std::list<pair<mystring::string,mystring::string>> lt2;
	pair<mystring::string, mystring::string> kv1("xxxxx", "zzzz");

	lt2.push_back(kv1);
	lt2.push_back(move(kv1));
	cout << "============================" << endl;

	pair<mystring::string, mystring::string> kv2("xxxxx", "zzzz");
	lt2.emplace_back(kv2);
	lt2.emplace_back(move(kv2));
	cout << "============================" << endl;


	return 0;
}

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  • emplace独特用法

emplace可以直接构造，这样可以避免创建临时对象和拷贝操作，提高了性能。

	lt2.emplace_back("xxxx","yyyy");

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