C++实用程序使用笔记

zxl19 2022-12-28

C++
Note

我的C++实用程序使用笔记。

实用程序

使用时需要包含头文件：

#include <utility>

二元组`pair`

二元关联容器的元素类型是键类型和附加数据类型的组合，这种组合类型可以用一个二元组来表示。

二元组实现

template <class T1, class T2>
struct pair {
    T1 first;                                               // 二元组的第一元
    T2 second;                                              // 二元组的第二元
    pair();                                                 // 默认构造函数
    pair(const T1& x, const T2& y);                         // 构造first = x，second = y的二元组
    template <class U, class V> pair(const pair<U, V>& p);  // 拷贝构造函数
    template <class U, class V> pair(pair<U, V>&& p);       // 移动构造函数，&&表示右值引用，C++11引入
    template <class U, class V> pair(U&& x, V&& y);         // 使用右值引用参数，创建pair对象，C++11引入
}

二元组辅助构造函数`make_pair()`

原型声明：

// C++98/03
template <class T1, class T2>
pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y);
// C++11
template <class T1, class T2>
pair<V1, V2> make_pair(T1&& x, T2&& y);

实现：

// C++98/03
template <class T1, class T2>
pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y) {
    return (pair<T1, T2>(x, y));
}
// C++11
template <class T1, class T2>
pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y) {
    return (pair<V1, V2>(forward<T1>(x), forward<T2>(y)));
}

右值引用`&&`

左值（locator value，lvalue）是存储在内存中，有明确存储地址的数据，可寻址；
右值（read value，rvalue）是可以提供数据值的数据，不一定可以寻址，例如存储于寄存器中的数据；
判断依据：
- 可位于赋值符号左侧的表达式是左值，反之，只能位于赋值符号右侧的表达式是右值；
- 有名称的，可以获取到存储地址的表达式是左值，反之，为右值；
&称为左值引用，只能操作左值，无法操作右值，允许使用常量左值引用操作右值；
&&称为右值引用，C++11引入，以引用传递而非值传递的方式使用右值，主要用于移动语义和完美转发；
右值引用必须立即进行初始化，且只能使用右值进行初始化；
右值引用可以对于右值进行修改，也支持常量右值引用，但是无实际用途；

完美转发函数`forward()`

原型声明：

template <class T>
T&& forward(typename remove_reference<T>::type& arg) noexcept;
template <class T>
T&& forward(typename remove_reference<T>::type&& arg) noexcept;

强制转换函数`move()`

原型声明：

template <class T>
typename remove_reference<T>::type&& move(T&& arg) noexcept;

编译器会进行拷贝省略（copy elision）优化，直接在目标位置处构造返回值，避免拷贝构造和移动构造：
- 返回值优化（Return Value Optimization，RVO）：函数返回临时对象（通常是由构造函数直接初始化的匿名对象）；
- 具名返回值优化（Named Return Value Optimization，NRVO）：函数返回已命名的局部对象；
以上两种情况不需要使用move()，否则会影响性能：

C++实用程序使用笔记

实用程序

二元组pair

二元组实现

二元组辅助构造函数make_pair()

右值引用&&

完美转发函数forward()

强制转换函数move()

参考

二元组`pair`

二元组辅助构造函数`make_pair()`

右值引用`&&`

完美转发函数`forward()`

强制转换函数`move()`