C++17 详解 说明

翻译说明

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C++11 是 C++ 语言的一次重大更新。它带来了许多现代特性，如 lambda 表达式、常量表达式（constexpr）、可变参数模板、多线程、基于范围的for循环、智能指针等强大元素，标志着该语言取得了巨大进步。之后的 C++14 是一次较小的更新，它改进了先前标准中的一些内容，并增加了一些小特性。

虽然C++17不像C++11那样变化巨大，但它比 C++14 的改动更大，带来了许多令人激动的新增内容和改进。本书将带你逐一了解这些变化！

🛡 注意：对于现如今的 C++ 面试，你至少要掌握到 C++17 标准。

本书为《C++17 in Detail》一书的译本，首发于 cppguide.cn (opens new window)。

限于水平有限，如果您在阅读过程中有任何问题，可以联系小方（微信cppxiaofang），也欢迎加入小方的 C++技术交流群，群里面有很多C++高手，不定期发布招聘信息，加群请备注“加微信群”。

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读者对象

本书面向所有至少具备C++11/14基础知识的C++开发者。

本书的主要目标是让你掌握C++17的实用知识。阅读本书后，你将能够超越C++11，在日常工作中运用最新的C++技术。

如果你并非C++11/14方面的专家，也无需担心。本书会提供必要的背景知识，让你在合适的语境中获取相关信息。

本书整体结构

C++17为语言和标准库带来了诸多变化。在本书中，所有新特性被归类为几个部分，以便于理解。

因此，本书包含以下章节：

• 第一部分——C++17语言特性
  • 修正与弃用内容
  • 语言澄清
  • 通用语言特性
  • 模板
  • 代码标注
• 第二部分——C++17标准库的变化
  • std::optional
  • std::variant
  • std::any
  • std::string_view
  • 字符串转换
  • 文件系统
  • 并行STL
  • 其他变更
• 第三部分——更多示例和用例
  • 使用std::optional和std::variant进行重构
  • 使用[[nodiscard]]强制执行代码契约
  • 用if constexpr替换enable_if
  • 如何并行化CSV读取器
• 附录A——编译器支持
• 附录B——资源和链接

第一部分关于语言特性，篇幅较短，将快速带你了解最重要的变化。你可以按照自己喜欢的顺序阅读。

第二部分介绍了添加到标准库中的一组新类型和实用工具。这些辅助类型为C++代码创造了新的词汇表，比如当你使用optional、any、variant或string_view时。此外，你还拥有了新的强大功能，特别是并行算法和标准文件系统。这一部分的许多示例将结合使用C++17的其他众多特性。

第三部分整合了语言中的所有变化，并展示了综合运用许多新特性的示例。你将看到关于重构、使用新模板技术简化代码，以及使用并行STL和文件系统的讨论。虽然第一部分和第二部分也可作为单个变化的参考资料，但第三部分展示了更多结合许多特性的C++17大型应用模式。

本书的一大优势在于，对于每个新特性，你都能获取关于编译器支持和当前实现状况的信息。这样你就能查看最流行的编译器（MSVC、GCC或Clang）的特定版本是否支持该特性。本书还提供了如何在现有代码库中应用新技术的实用建议。

示例代码

随书配套源码下载地址：

链接: https://pan.baidu.com/s/1boC_iUa-AvPrpLsqOBZWLQ

提取码: g8cy

编译

要使用C++17，确保为你的编译器提供正确的标志：

• 对于GCC（至少7.1或8.0及更高版本）：使用-std=c++17或-std=c++2a。
• 对于Clang（至少4.0及更高版本）：使用-std=c++17或-std=c++2a。
• 对于MSVC（Visual Studio 2017及更高版本）：在项目选项 -> C/C++ -> 语言 -> C++语言标准中，使用/std:c++17或/std:c++latest 。

格式

代码以等宽字体呈现，类似于以下示例： 对于较长且有对应cpp文件的示例：

ChapterABC/example_one.cpp
#include <iostream>
int main() {
    std::string text = "Hello World";
    std::cout << text << '\n';
}

或者是较短的代码片段（没有对应文件）：

int foo() {
    return std::clamp(100, 1000, 1001);
}

较长程序的代码片段通常会进行简化，仅展示核心机制。在这种情况下，你可以在随书附带的单独ZIP压缩包中找到其完整版本。

代码片段上方的标题中会提及对应的文件：Chapter ABC/example_one.cpp

通常，源代码使用带命名空间的完整类型名，如std::string、std::clamp、std::pmr。然而，为了使代码紧凑且在书页上呈现美观，有时可能会省略命名空间，以节省空间。此外，为避免换行，较长的代码行可能会手动拆分为两行。在某些情况下，书中的代码可能会省略包含（include）语句 。

目录

• 关于本书
  • 本书读者对象
  • 本书整体结构
  • 示例代码

第一部分：语言特性

• 第1章：快速入门
• 第2章：移除或修正的语言特性
  • 移除的元素
  • 修正内容
  • 编译器支持
• 第3章：语言澄清
  • 更严格的表达式求值顺序
  • 保证的复制省略
  • 为过度对齐数据进行动态内存分配
  • 类型系统中的异常规范
  • 编译器支持
• 第4章：通用语言特性
  • 结构化绑定声明
  • if和switch的初始化语句
  • 内联变量
  • 常量表达式（constexpr）lambda表达式
  • 在lambda表达式中捕获[*this]
  • 嵌套命名空间
  • _has_include预处理表达式
  • 编译器支持
• 第5章：模板
  • 类模板的模板参数推导
  • 折叠表达式
  • if constexpr
  • 用auto声明非类型模板参数
  • 其他更改
  • 编译器支持
• 第6章：代码标注
  • 为什么需要代码标注？
  • C++11之前
  • C++11和C++14中的代码标注
  • C++17的新增代码标注
  • 章节总结
  • 编译器支持

第二部分：标准库的变化

• 第7章：std::optional
  • 引言
  • std::optional的创建
  • 返回std::optional
  • 访问存储的值
  • std::optional的操作
  • 性能与内存考量
  • 从boost::optional迁移
  • 特殊情况：optional<bool>和optional<T*>
  • std::optional的示例
  • 总结
  • 编译器支持
• 第8章：std::variant
  • 基础
  • std::variant的创建
  • 修改值
  • 访问存储的值
  • std::variant的访问器
  • std::variant的其他操作
  • 异常安全保证
  • 性能与内存考量
  • 从boost::variant迁移
  • std::variant的示例
  • 总结
  • 编译器支持
• 第9章：std::any
  • 基础
  • std::any的创建
  • 修改值
  • 访问存储的值
  • 性能与内存考量
  • 从boost::any迁移
  • std::any的示例
  • 总结
  • 编译器支持
• 第10章：std::string_view
  • 基础
  • std::basic_string_view类型
  • std::string_view的创建
  • 其他操作
  • 使用string_view的风险
  • 用string_view初始化字符串成员
  • 处理非空终止字符串
  • 性能与内存考量
  • 从boost::string_ref和boost::string_view迁移
  • 示例
  • 总结
• 第11章：字符串转换
  • 基本字符串转换
  • 从字符转换为数字：from_chars
  • 从数字转换为字符：to_chars
  • 基准测试
  • 总结
  • 编译器支持
• 第12章：搜索器与字符串匹配
  • 字符串匹配算法概述
  • C++17中的新算法
  • 示例
  • 总结
  • 编译器支持
• 第13章：文件系统
  • 文件系统概述
  • 演示
  • 路径对象
  • 目录项与目录迭代
  • 支持函数
  • 错误处理与文件竞争
  • 示例
  • 章节总结
  • 编译器支持
• 第14章：并行STL算法
  • 引言
  • 概述
  • 执行策略
  • 算法更新
  • 新算法
  • 并行算法的性能
  • 示例
  • 章节总结
  • 编译器支持
• 第15章：库中的其他变更
  • std::byte
  • 对映射和集合的改进
  • emplace方法的返回类型
  • 采样算法
  • 新的数学函数
  • 共享指针和数组
  • 非成员的size()、data()和empty()
  • 标准库中的constexpr新增内容
  • std::scoped_lock
  • 多态分配器，pmr
  • 编译器支持
• 第16章：移除和弃用的库特性
  • 移除auto_ptr
  • 移除std::random_shuffle
  • 移除旧的函数式内容
  • std::iterator已弃用
  • 其他较小的移除或弃用项
  • 编译器支持

第三部分：更多示例和用例

• 第17章：使用std::optional和std::variant进行重构
  • 用例
  • 元组版本
  • 单独的结构
  • 使用std::optional
  • 使用std::variant
  • 总结
• 第18章：使用 nodiscard 强制执行代码契约
  • 引言
  • 可以在哪里使用？
  • 如何忽略[[nodiscard]]
  • C++17之前
  • 总结
• 第19章：用if constexpr替换enable_if——带可变参数的工厂
  • 问题
  • C++17之前
  • 使用if constexpr
  • 总结
• 第20章：如何并行化C++读取器
  • 引言和要求
  • 串行版本
  • 测试
  • 使用并行算法
  • 总结与讨论