C++面试 C++ 11 新特性之杂项

类型别名声明

类似typedef，新标准中可以使用using为类型声明一个别名（alias）。

std::cout<<"test using alias:\n";
using HT = double;
using NAME = std::string;
HT h = 1.78;
NAME name = "Robert";
std::cout<<name<<"'s height is "<<h<<std::endl;
std::cout<<"test using alias done.\n"<<std::endl;

range for

range for语句在之前的章节中已经见识过了：

std::cout<<"test range for:\n";
std::string nation = "CHINA";
for(auto c : nation)
    std::cout<<c<<" ";
std::cout<<"\n";
for(auto &rc : nation)
    rc = tolower(rc);
std::cout<<"lower: "<<nation<<std::endl;
std::cout<<"test range for done.\n";

这里需要注意的是，在第二个例子中，range for语句中可以直接使用引用，从而修改被迭代遍历的对象本身。

另外，range for不能用于动态分配内存的数组，因为动态分配的内存中没有begin、end方法可供调用。

std::cout<<"test range for of dynamic array:\n";
int *darr = new int[5]{0, 1, 2, 3, 4};
// wrong. dynamic array don't has a begin method,
// so we can't use range for here.
//for(auto i : darr)    
//  std::cout<<i<<'\t';
for(size_t i = 0; i < 5; i++)
    std::cout<<darr[i]<<'\t';
std::cout<<'\n';
std::cout<<"test range for of dynamic array done.\n";

新的除法舍入规则

新标准中，重新统一了除法的舍入规则。主要需要留意两数符号不同时的规则：

(-x) / y = x / (-y) = – (x / y)
x % (-y) = x % y
(-x) % y = – (x % y)

std::cout<<"test divide:\n";
std::cout<<"10 / 3 = "<<(10 / 3)<<"\n";
std::cout<<"-10 / 3 = "<<(-10 / 3)<<"\n";
std::cout<<"-10 / -3 = "<<(-10 / (-3))<<"\n";
std::cout<<"10 % 3 = "<<(10 % 3)<<"\n";
std::cout<<"-10 % 3 = "<<(-10 % 3)<<"\n";
std::cout<<"-10 % -3 = "<<(-10 % (-3))<<"\n";
std::cout<<"10 % -3 = "<<(10 % (-3))<<"\n";
std::cout<<"test divide done.\n"<<std::endl;

尾置返回类型

之前，我们也见识过尾置返回类型和decltype的配合使用。有时，采用尾置返回类型，代码的可读性更高。

int (*dummy_ret1(int i))[5]
{
    static int ret1[5] = {i, i*2, i*3, i*4, i*5};
    int(*pret)[5] = &ret1;
    return pret;
}

auto dummy_ret2(int i) -> int (*)[5]
{
    static int ret2[5] = {i+1, i+2, i+3, i+4, i+5};
    int(*pret)[5] = &ret2;
    return pret;
}

std::cout<<"test trailing return type:\n";
int (*arr1)[5] = dummy_ret1(1);
std::cout<<(*arr1)[0]<<'\t'<<(*arr1)[4]<<std::endl;
int (*arr2)[5] = dummy_ret2(2);
std::cout<<(*arr2)[0]<<'\t'<<(*arr2)[4]<<std::endl;
std::cout<<"test trailing return type done.\n";

使用字符串作为文件名

在新标准中，可以直接使用string作为文件名进行文件流处理，而不必要求C风格字符数组。

std::cout<<"test string filename:\n";
std::string filename = "regex.cpp";
std::ifstream in(filename);
std::string head_ctx;
in>>head_ctx;
std::cout<<head_ctx<<std::endl;
std::cout<<"test string filename done.\n"<<std::endl;

字符串和数值的转换

新标准中，添加了多个函数用于string和数值之间的转换。

std::cout<<"test str number cvt:\n";
int age = 15;
double weight = 137.5;
std::string str_age = std::to_string(age);
std::string str_weight = std::to_string(weight);
std::cout<<"str age: "<<str_age<<"\tstr weight: "<<str_weight<<std::endl;
int int_age = std::stoi(str_age);
double d_weight = std::stod(str_weight);
std::cout<<"int age: "<<int_age<<"\tdouble weight: "<<d_weight<<std::endl;
std::cout<<"test str number cvt done.\n"<<std::endl;

bind 函数

新标准中，提供了功能更强大的参数绑定函数bind，用于替换原有的bind1st和bind2nd。

int add_int(int a, int b)
{
    return a + b;
}

std::cout<<"test bind:\n";
auto add5 = std::bind(add_int, std::placeholders::_1, 5);
std::cout<<"add5(6): "<<add5(6)<<std::endl;
std::cout<<"test bind done.\n"<<std::endl;

std::placeholders::_1表示占位符，指代第1个参数，等待后续真正调用时由用户传入。

显式类型转换

新标准中，可以指定一个类型转换为显式（explicit）的。指定为显式的类型转换，不能再进行隐式转换。

class OtherType
{
public:
    OtherType(int i) : val(i){}
    explicit operator int() {return val;}
    explicit operator bool() {return val != 0;}
private:
    int val;
};

std::cout<<"test explicit type cvt:\n";
OtherType c(10);
//int i = c + 10; // wrong. can't implicit cvt c to int.
int j = static_cast<int>(c) + 10;
std::cout<<"OtherType(10) + 10: "<<j<<"\n";
if(c)
{
    std::cout<<"OtherType can be cvt to bool implicitly in if clause.\n";
}
std::cout<<"test explicit type cvt done.\n"<<std::endl;

这其中有一个例外，即，即使指定一个类型和bool类型之间的转换是显式的，在if语句中，也仍然可以执行隐式类型转换。

内联命名空间

新标准中引入了内联命名空间。内联命名空间内的名字可以不加命名空间名字前缀，直接在外层命名空间中使用。这为我们设置一个默认的命名空间提供了方便。

inline namespace InlineSpace
{
    int inline_val1 = 1;
}

namespace InlineSpace
{
    int inline_val2 = 2;
}

namespace NormalSpace
{
    int normal_val3 = 3;
}

std::cout<<"test inline namespace:\n";
std::cout<<"inline vals: "<<inline_val1<<'\t'<<inline_val2<<std::endl;
//std::cout<<"normal vals: "<<normal_val3<<std::endl;
std::cout<<"normal vals: "<<NormalSpace::normal_val3<<std::endl;
std::cout<<"test inline namespace done.\n"<<std::endl;

只需在第一次声明内联命名空间时加上inline关键字，之后就可以省略了。

限定作用域的 enum

新标准中，可以通过enum class foo这样的形式定义一个限定作用域的枚举，其中的枚举变量在作用域之外不可见。

std::cout<<"test scoped enum:\n";
enum class number {one, two, three};
enum nation {CHN, USA, FRA};
enum nation n1 = CHN;
//enum nation n2 = nation::USA;
std::cout<<"unscoped enum: "<<n1<<'\t'<<'\n';
//number num1 = one;
number num2 = number::two;
std::cout<<"scoped enum: "<<(int)num2<<'\n';
std::cout<<"test scoped enum done.\n";

其中，one、two、three就只能在number限定的作用域中可见，而CHN、USA、FRA就没有这个限制。

指定枚举的数据类型

新标准中，可以指定枚举的数据类型为除了int之外的其他整数类型。

std::cout<<"test enum type declare:\n";
enum long_enum
{
    firstl = LLONG_MAX - 1,
    secondl = ULLONG_MAX,
};
enum longlong_enum : long long
{
    firstll = LLONG_MAX - 1,
    secondll = LLONG_MAX
    //secondll = ULLONG_MAX
};
std::cout<<firstl<<'\n'<<secondl<<'\n';
std::cout<<firstll<<'\n'<<secondll<<'\n';
std::cout<<"test enum type declare done.\n";

输出

整个测试程序的输出结果如下：

test using alias:
Robert's height is 1.78
test using alias done.

test range for:
C H I N A 
lower: china
test range for done.
test divide:
10 / 3 = 3
-10 / 3 = -3
-10 / -3 = 3
10 % 3 = 1
-10 % 3 = -1
-10 % -3 = -1
10 % -3 = 1
test divide done.

test trailing return type:
1       5
3       7
test trailing return type done.
test string filename:
#include
test string filename done.

test str number cvt:
str age: 15     str weight: 137.500000
int age: 15     double weight: 137.5
test str number cvt done.

test bind:
add5(6): 11
test bind done.

test range for of dynamic array:
0       1       2       3       4
test range for of dynamic array done.
test explicit type cvt:
OtherType(10) + 10: 20
OtherType can be cvt to bool implicitly in if clause.
test explicit type cvt done.

test inline namespace:
inline vals: 1  2
normal vals: 3
test inline namespace done.

test scoped enum:
unscoped enum: 0
scoped enum: 1
test scoped enum done.

test enum type declare:
9223372036854775806
18446744073709551615
9223372036854775806
9223372036854775807
test enum type declare done.

总结

• 类似typedef，新标准中可以使用using为类型声明一个别名（alias）。
• range for语句可以方便的迭代对象，并且支持引用迭代。
• range for不能用于动态分配内存的数组。
• 新标准中，重新统一了除法的舍入规则。主要需要留意两数符号不同时的规则：
  (-x) / y = x / (-y) = – (x / y)
  x % (-y) = x % y
  (-x) % y = – (x % y)
• 可以采用尾置返回类型，提高代码的可读性。
• 可以直接使用string作为文件名进行文件流处理，而不必要求C风格字符数组。
• 添加了多个函数用于string和数值之间的转换。
• 提供了功能更强大的参数绑定函数bind，用于替换原有的bind1st和bind2nd。
• 可以指定一个类型转换为显式（explicit）的。指定为显式的类型转换，不能再进行隐式转换。有一个例外，即，即使指定一个类型和bool类型之间的转换是显式的，在if语句中，也仍然可以执行隐式类型转换。
• 引入了内联命名空间。内联命名空间内的名字可以不加命名空间名字前缀，直接在外层命名空间中使用。
• 可以通过enum class foo这样的形式定义一个限定作用域的枚举，其中的枚举变量在作用域之外不可见。
• 可以指定枚举的数据类型为除了int之外的其他整数类型。