9TSe
9TSe

[C++11]

文章目录

  • 1. 自动类型推导
    • 1.1 auto
      • 1.1.1 推导规则
      • 1.1.2 auto的限制
      • 1.1.3 auto的应用
      • 1.1.4 范围for
    • 1.2 decltype
      • 1.2.1 推导规则
      • 1.2.2 decltype的应用
    • 1.3 返回类型后置
  • 2.可调用对象包装器、绑定器
    • 2.1 可调用对象包装器
      • 2.1.1 基本用法
      • 2.1.2 作为回调函数使用
    • 2.2 绑定器
  • 3. using
    • 3.1 定义别名
    • 3.2 模板的别名
  • 4. 智能指针的使用
    • 4.1 shared_ptr
      • 4.1.1 通过构造函数初始化
      • 4.1.2 通过拷贝和移动构造函数初始化
      • 4.1.3 通过std::make_shared初始化
      • 4.1.4 通过 reset方法初始化
      • 4.1.5 获取原始指针
    • 4.2 weak_ptr
      • 4.2.1 基本使用方式
        • 4.2.1.1 初始化
        • 4.2.1.2 其他常用方法
          • 4.2.1.2.1 use_count()
          • 4.2.1.2.2 expired()
          • 4.2.1.2.3 lock()
          • 4.2.1.2.4 reset()
      • 4.2.2 返回管理this的shared_ptr
      • 4.2.3. 解决循环引用问题
  • 5. constexpr
    • 5.1 constexpr 介绍
    • 5.2 常量表达式函数
      • 5.2.1 修饰函数
      • 5.2.2 修饰模板函数
      • 5.2.3 修饰构造函数
  • 6. 委托构造和继承构造函数
    • 6.1 委托构造函数
    • 6.2 继承构造函数
  • 7. 原始字面量
  • 8. chrono库
    • 8.1 时间间隔
      • 8.1.1 常用类成员
      • 8.1.2 类的使用
    • 8.2 时间点 time point
    • 8.3 时钟clocks
      • 8.3.1 system_clock
      • 8.3.2 steady_clock
      • 8.3.3 high_resolution_clock
    • 8.4 转换函数
      • 8.4.1 duration_cast
      • 8.4.2 time_point_cast
  • 9. 静态断言
  • 10. POD类型
    • 10.1 POD类型
    • 10.2 “平凡”类型
    • 10.3 “标准布局”类型
    • 10.4 对 POD 类型的判断
      • 10.4.1 对“平凡”类型判断
      • 10.4.2 对“标准布局”类型的判断
    • 10.5 总结
  • 11. 非受限联合体
    • 11.1 什么是非受限联合体
    • 11.2 非受限联合体的使用
      • 11.2.1 静态类型的成员
      • 11.2.2 非POD类型成员
  • 12. 强枚举类型
    • 12.1 枚举
      • 12.1.1 枚举的使用
      • 12.1.2 枚举的缺陷
    • 12.2 强类型枚举
      • 12.2.1 优势
      • 12.2.2 对原有枚举的扩展
  • *13. 单列模式
    • 13.1 饿汉模式
    • 13.2 懒汉模式

1. 自动类型推导

1.1 auto

C++11之前auto和static是对应的,表示变量是自动存储的，但是非static的局部变量默认都是自动存储的，因此这个关键字变得非常鸡肋，
在C++11中他们赋予了新的含义，使用这个关键字能够像别的语言一样自动推导出变量的实际类型。

1.1.1 推导规则

  • 使用auto声明的变量必须要进行初始化，以让编译器推导出它的实际类型，在编译时将auto占位符替换为真正的类型。

  • 当变量不是指针或者引用类型时，推导的结果中不会保留const、volatile关键字

  • 当变量是指针或者引用类型时，推导的结果中会保留const、volatile关键字

1.1.2 auto的限制

  1. 不能作为函数参数使用。因为只有在函数调用的时候才会给函数参数传递实参，auto要求必须要给修饰的变量赋值，因此二者矛盾。
int func(auto a, auto b)	// error
{	
    cout << "a: " << a <<", b: " << b << endl;
}
  1. 不能使用auto关键字定义数组
int func()
{
    int array[] = {1,2,3,4,5};  // 定义数组
    auto t1 = array;            // ok, t1被推导为 int* 类型
    auto t2[] = array;          // error, auto无法定义数组
    auto t3[] = {1,2,3,4,5};;   // error, auto无法定义数组
}
  1. 无法使用auto推导出模板参数
template <typename T>
struct Test{}

int func()
{
    Test<double> t;
    Test<auto> t1 = t;           // error, 无法推导出模板类型
    return 0;
}

1.1.3 auto的应用

下面列举几个比较常用的场景：

  1. 用于STL的容器遍历。

在C++11之前，定义了一个stl容器之后，遍历的时候常常会写出这样的代码：

#include 
int main()
{
    map<int, string> person;
    map<int, string>::iterator it = person.begin();
    for (; it != person.end(); ++it)
    {
        // do something
    }
    return 0;
}

可以看到在定义迭代器变量 it 的时候代码是很长的，写起来就很麻烦，使用了auto之后，就变得清爽了不少：

#include 
int main()
{
    map<int, string> person;
    // 代码简化
    for (auto it = person.begin(); it != person.end(); ++it)
    {
        // do something
    }
    return 0;
}
  1. 用于泛型编程

在使用模板的时候，很多情况下我们不知道变量应该定义为什么类型，比如下面的代码：

#include
#include
using namespace std;

class T1
{
public:
    static int get()
    {
        return 10;
    }
};

class T2
{
public:
    static string get()
    {
        return "hello, world";
    }
};

template <class A>
void func(void)
{
    auto val = A::get();
    cout << "val: " << val << endl;
}

int main()
{
    func<T1>();
    func<T2>();
    return 0;
}

在这个例子中定义了泛型函数func，在函数中调用了类A的静态方法 get() ，这个函数的返回值是不能确定的，如果不使用auto，就需要再定义一个模板参数，并且在外部调用时手动指定get的返回值类型，具体代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;

class T1
{
public:
    static int get()
    {
        return 0;
    }
};

class T2
{
public:
    static string get()
    {
        return "hello, world";
    }
};

template <class A, typename B>        // 添加了模板参数 B
void func(void)
{
    B val = A::get();
    cout << "val: " << val << endl;
}

int main()
{
    func<T1, int>();                  // 手动指定返回值类型 -> int
    func<T2, string>();               // 手动指定返回值类型 -> string
    return 0;
}

1.1.4 范围for

对应基于范围的for循环来说，冒号后边的表达式只会被执行一次。在得到遍历对象之后会先确定好迭代的范围，基于这个范围直接进行遍历。如果是普通的for循环，在每次迭代的时候都需要判断是否已经到了结束边界。

#include 
#include 
using namespace std;

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 };
vector<int>& getRange()
{
    cout << "get vector range..." << endl;
    return v;
}

int main(void)
{
    for (auto val : getRange())
    {
        cout << val << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

get vector range...
1 2 3 4 5 6

1.2 decltype

在某些情况下，不需要或者不能定义变量，但是希望得到某种类型，这时候就可以使用C++11提供的decltype关键字了，它的作用是在编译器编译的时候推导出一个表达式的类型

//语法格式
decltype (表达式)

decltype 是“declare type”的缩写，意思是“声明类型”。
decltype的推导是在编译期完成的，它只是用于表达式类型的推导，并不会计算表达式的值。

一组简单的例子：

int a = 10;
decltype(a) b = 99;                 // b -> int
decltype(a+3.14) c = 52.13;         // c -> double
decltype(a+b*c) d = 520.1314;       // d -> double

可以看到decltype推导的表达式可简单可复杂，在这一点上auto是做不到的，auto只能推导已初始化的变量类型。

1.2.1 推导规则

通过上面的例子我们初步感受了一下 decltype 的用法，但不要认为 decltype 就这么简单，在它简单的背后隐藏着很多的细节
分三个场景依次讨论一下：

  1. 表达式为普通变量或者普通表达式或者类表达式，在这种情况下，使用decltype推导出的类型和表达式的类型是一致的。
#include 
#include 
using namespace std;

class Test
{
public:
    string text;
    static const int value = 110;
};

int main()
{
    int x = 99;
    const int &y = x;
    decltype(x) a = x;
    decltype(y) b = x;
    decltype(Test::value) c = 0;

    Test t;
    decltype(t.text) d = "hello, world";

    return 0;
}
  • 变量a被推导为 int类型
  • 变量b被推导为 const int &类型
  • 变量c被推导为 const int类型
  • 变量d被推导为 string类型
  1. 表达式是函数调用，使用decltype推导出的类型和函数返回值一致。
class Test{...};
//函数声明
int func_int();                 // 返回值为 int
int& func_int_r();              // 返回值为 int&
int&& func_int_rr();            // 返回值为 int&&

const int func_cint();          // 返回值为 const int
const int& func_cint_r();       // 返回值为 const int&
const int&& func_cint_rr();     // 返回值为 const int&&

const Test func_ctest();        // 返回值为 const Test

//decltype类型推导
int n = 100;
decltype(func_int()) a = 0;		
decltype(func_int_r()) b = n;	
decltype(func_int_rr()) c = 0;	
decltype(func_cint())  d = 0;	
decltype(func_cint_r())  e = n;	
decltype(func_cint_rr()) f = 0;	
decltype(func_ctest()) g = Test();
  • 变量a被推导为 int类型
  • 变量b被推导为 int&类型
  • 变量c被推导为 int&&类型
  • 变量d被推导为 int类型
  • 变量e被推导为 const int &类型
  • 变量f被推导为 const int &&类型
  • 变量g被推导为 const Test类型

函数 func_cint() 返回的是一个纯右值（在表达式执行结束后不再存在的数据，也就是临时性的数据）
对于纯右值而言，只有类类型可以携带const、volatile限定符，除此之外需要忽略掉这两个限定符
因此推导出的变量d的类型为 int 而不是 const int。

  1. 表达式是一个左值，或者被括号( )包围，使用 decltype推导出的是表达式类型的引用（如果有const、volatile限定符不能忽略）。
#include 
#include 
using namespace std;

class Test
{
public:
    int num;
};

int main() {
    const Test obj;
    //带有括号的表达式
    decltype(obj.num) a = 0;
    decltype((obj.num)) b = a;
    //加法表达式
    int n = 0, m = 0;
    decltype(n + m) c = 0;
    decltype(n = n + m) d = n;
    return 0;
}
  • obj.num 为类的成员访问表达式，符合场景1，因此 a 的类型为int
  • obj.num 带有括号，符合场景3，因此b 的类型为 const int&。
  • n+m 得到一个右值，符合场景1，因此c的类型为 int
  • n=n+m 得到一个左值 n，符合场景3，因此d的类型为 int&

1.2.2 decltype的应用

关于decltype的应用多出现在泛型编程中。比如我们编写一个类模板，在里边添加遍历容器的函数

#include 
using namespace std;

template <class T>
class Container
{
public:
    void func(T& c)
    {
        for (m_it = c.begin(); m_it != c.end(); ++m_it)
        {
            cout << *m_it << " ";
        }
        cout << endl;
    }
private:
    ??? m_it;  // 这里不能确定迭代器类型
};

int main()
{
    const list<int> lst;
    Container<const list<int>> obj;
    obj.func(lst);
    return 0;
}

在程序的???行出了问题，关于迭代器变量一共有两种类型：
只读（T::const_iterator）和读写（T::iterator）
有了decltype就可以完美的解决这个问题了
当 T 是一个 非 const 容器得到一个 T::iterator
当 T 是一个 const 容器时就会得到一个 T::const_iterator。

#include 
#include 
using namespace std;

template <class T>
class Container
{
public:
    void func(T& c)
    {
        for (m_it = c.begin(); m_it != c.end(); ++m_it)
        {
            cout << *m_it << " ";
        }
        cout << endl;
    }
private:
    decltype(T().begin()) m_it;  // 这里不能确定迭代器类型
};

int main()
{
    const list<int> lst{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    Container<const list<int>> obj;
    obj.func(lst);
    return 0;
}

1.3 返回类型后置

在泛型编程中，可能需要通过参数的运算来得到返回值的类型

比如

#include 
using namespace std;
// R->返回值类型, T->参数1类型, U->参数2类型
template <typename R, typename T, typename U>
R add(T t, U u)
{
    return t + u;
}

int main()
{
    int x = 520;
    double y = 13.14;
    // auto z = add(x, y);
    auto z = add<decltype(x + y)>(x, y);	// 简化之后的写法
    cout << "z: " << z << endl;
    return 0;
}

关于返回值，从上面的代码可以推断出和表达式t+u的结果类型是一样的,因此可以通过decltype进行推导
关于模板函数的参数t和u可以通过实参自动推导出来，因此在程序中就也可以不写。
虽然通过上述方式问题被解决了，但是解决方案有点过于理想化，因为对于调用者来说，是不知道函数内部执行了什么样的处理动作的。

因此如果要想解决这个问题就得直接在 add 函数身上做文章，先来看第一种写法：

template <typename T, typename U>
decltype(t+u) add(T t, U u)
{
    return t + u;
}

当我们在编译器中将这几行代码改出来后就直接报错了，因为decltype中的 t 和 u 都是函数参数，直接这样写相当于变量还没有定义就直接用上了，这时候变量还不存在

C++11中增加了返回类型后置语法，说明白一点就是将decltype和auto结合起来完成返回类型的推导。

// 语法格式
// 符号 -> 后边跟随的是函数返回值的类型
auto func(参数1, 参数2, ...) -> decltype(参数表达式)

auto 会追踪 decltype() 推导出的类型
因此上边的add()函数可以做如下的修改：

#include 
using namespace std;

template <typename T, typename U>
// 返回类型后置语法
auto add(T t, U u) -> decltype(t+u) 
{
    return t + u;
}

int main()
{
    int x = 520;
    double y = 13.14;
    // auto z = add(x, y);
    auto z = add(x, y);		// 简化之后的写法
    cout << "z: " << z << endl;
    return 0;
}

为了进一步说明再看一个例子：

#include 
using namespace std;

int& test(int &i)
{
    return i;
}

double test(double &d)
{
    d = d + 100;
    return d;
}

template <typename T>
// 返回类型后置语法
auto myFunc(T& t) -> decltype(test(t))
{
    return test(t);
}

int main()
{
    int x = 520;
    double y = 13.14;
    // auto z = myFunc(x);
    auto z = myFunc(x);             // 简化之后的写法
    cout << "z: " << z << endl;

    // auto z = myFunc(y);
    auto z1 = myFunc(y);            // 简化之后的写法
    cout << "z1: " << z1 << endl;
    return 0;
}

在这个例子中，通过decltype结合返回值后置语法很容易推导出来 test(t)函数可能出现的返回值类型，并将其作用到了函数myFunc()上。

// 输出结果

z: 520
z1: 113.14

2.可调用对象包装器、绑定器

C++11通过提供std::function 和 std::bind统一了可调用对象的各种操作。

2.1 可调用对象包装器

std::function是可调用对象的包装器。它是一个类模板，可以容纳除了类成员（函数）指针之外的所有可调用对象。
通过指定它的模板参数，它可以用统一的方式处理函数、函数对象、函数指针，并允许保存和延迟执行它们。

2.1.1 基本用法

// 语法
#include 
std::function<返回值类型(参数类型列表)> diy_name = 可调用对象;

下面的实例代码中演示了可调用对象包装器的基本使用方法：

#include 
#include 
using namespace std;

int add(int a, int b)
{
    cout << a << " + " << b << " = " << a + b << endl;
    return a + b;
}

class T1
{
public:
    static int sub(int a, int b)
    {
        cout << a << " - " << b << " = " << a - b << endl;
        return a - b;
    }
};

class T2
{
public:
    int operator()(int a, int b)
    {
        cout << a << " * " << b << " = " << a * b << endl;
        return a * b;
    }
};

int main(void)
{
    // 绑定一个普通函数
    function<int(int, int)> f1 = add;
    // 绑定以静态类成员函数
    function<int(int, int)> f2 = T1::sub;
    // 绑定一个仿函数
    T2 t;
    function<int(int, int)> f3 = t;

    // 函数调用
    f1(9, 3);
    f2(9, 3);
    f3(9, 3);

    return 0;
}

输入结果如下:

9 + 3 = 12
9 - 3 = 6
9 * 3 = 27

通过测试代码可以得到结论：std::function可以将可调用对象进行包装，得到一个统一的格式
包装完成得到的对象相当于一个函数指针，和函数指针的使用方式相同，通过包装器对象就可以完成对包装的函数的调用了。

2.1.2 作为回调函数使用

因为回调函数本身就是通过函数指针实现的，使用对象包装器可以取代函数指针的作用

#include 
#include 
using namespace std;

class A
{
public:
    // 构造函数参数是一个包装器对象
    A(const function<void()>& f) : callback(f)
    {
    }

    void notify()
    {
        callback(); // 调用通过构造函数得到的函数指针
    }
private:
    function<void()> callback;
};

class B
{
public:
    void operator()()
    {
        cout << "我是要成为海贼王的男人!!!" << endl;
    }
};
int main(void)
{
    B b;
    A a(b); // 仿函数通过包装器对象进行包装
    a.notify();

    return 0;
}

使用对象包装器std::function可以非常方便的将仿函数转换为一个函数指针
通过进行函数指针的传递，在其他函数的合适的位置就可以调用这个包装好的仿函数了。

另外，使用std::function作为函数的传入参数，可以将定义方式不同的可调用对象进行统一的传递，这样大大增加了程序的灵活性。

2.2 绑定器

std::bind用来将可调用对象与其参数一起进行绑定。
绑定后的结果可以使用std::function进行保存，并延迟调用到任何我们需要的时候。

通俗来讲有两大作用

  1. 将可调用对象与其参数一起绑定成一个仿函数。
  2. 将多元（参数个数为n，n>1）可调用对象转换为一元或者（n-1）元可调用对象，即只绑定部分参数。
// 语法格式
// 绑定非类成员函数/变量
auto f = std::bind(可调用对象地址, 绑定的参数/占位符);
// 绑定类成员函/变量
auto f = std::bind(类函数/成员地址, 类实例对象地址, 绑定的参数/占位符);

一个关于绑定器的实际使用的例子：

#include 
#include 
using namespace std;

void callFunc(int x, const function<void(int)>& f)
{
    if (x % 2 == 0)
    {
        f(x);
    }
}

void output(int x)
{
    cout << x << " ";
}

void output_add(int x)
{
    cout << x + 10 << " ";
}

int main(void)
{
    // 使用绑定器绑定可调用对象和参数
    auto f1 = bind(output, placeholders::_1);
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        callFunc(i, f1);
    }
    cout << endl;

    auto f2 = bind(output_add, placeholders::_1);
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        callFunc(i, f2);
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

测试代码输出的结果:

0 2 4 6 8
10 12 14 16 18

使用std::bind绑定器，在函数外部通过绑定不同的函数，控制了最后执行的结果。
std::bind绑定器返回的是一个仿函数类型，得到的返回值可以直接赋值给一个std::function
在使用的时候我们并不需要关心绑定器的返回值类型，使用auto进行自动类型推导就可以了。

placeholders::_1是一个占位符，代表这个位置将在函数调用时被传入的第一个参数所替代。同样还有其他的占位符placeholders::_2、placeholders::_3、placeholders::_4、placeholders::_5等……

有了占位符的概念之后，使得std::bind的使用变得非常灵活:

#include 
#include 
using namespace std;

void output(int x, int y)
{
    cout << x << " " << y << endl;
}

int main(void)
{
    // 使用绑定器绑定可调用对象和参数, 并调用得到的仿函数
    bind(output, 1, 2)();
    bind(output, placeholders::_1, 2)(10);
    bind(output, 2, placeholders::_1)(10);

    // error, 调用时没有第二个参数
    // bind(output, 2, placeholders::_2)(10);
    
    // 调用时第一个参数10被吞掉了，没有被使用
    bind(output, 2, placeholders::_2)(10, 20);

    bind(output, placeholders::_1, placeholders::_2)(10, 20);
    bind(output, placeholders::_2, placeholders::_1)(10, 20);


    return 0;
}

示例代码执行的结果:

1  2		// bind(output, 1, 2)();
10 2		// bind(output, placeholders::_1, 2)(10);
2 10		// bind(output, 2, placeholders::_1)(10);
2 20		// bind(output, 2, placeholders::_2)(10, 20);
10 20		// bind(output, placeholders::_1, placeholders::_2)(10, 20);
20 10		// bind(output, placeholders::_2, placeholders::_1)(10, 20);

通过测试可以看到，std::bind可以直接绑定函数的所有参数，也可以仅绑定部分参数。在绑定部分参数的时候，通过使用std::placeholders来决定空位参数将会属于调用发生时的第几个参数。

可调用对象包装器std::function是不能实现对类成员函数指针或者类成员指针的包装的，但是通过绑定器std::bind的配合之后，就可以完美的解决这个问题了

一个例子，然后解释细节：

#include 
#include 
using namespace std;

class Test
{
public:
    void output(int x, int y)
    {
        cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
    }
    int m_number = 100;
};

int main(void)
{
    Test t;
    // 绑定类成员函数
    function<void(int, int)> f1 = 
        bind(&Test::output, &t, placeholders::_1, placeholders::_2);
    // 绑定类成员变量(公共)
    function<int&(void)> f2 = bind(&Test::m_number, &t);

    // 调用
    f1(520, 1314);
    f2() = 2333;
    cout << "t.m_number: " << t.m_number << endl;

    return 0;
}

示例代码输出的结果:

x: 520, y: 1314
t.m_number: 2333

在用绑定器绑定类成员函数或者成员变量的时候需要将它们所属的实例对象一并传递到绑定器函数内部。
f1的类型是function，通过使用std::bind将Test的成员函数output的地址和对象t绑定，并转化为一个仿函数并存储到对象f1中。

使用绑定器绑定的类成员变量m_number得到的仿函数被存储到了类型为function的包装器对象f2中，并且可以在需要的时候修改这个成员。其中int是绑定的类成员的类型，并且允许修改绑定的变量，因此需要指定为变量的引用，由于没有参数因此参数列表指定为void。

示例程序中是使用function包装器保存了bind返回的仿函数，如果不知道包装器的模板类型如何指定，可以直接使用auto进行类型的自动推导，这样使用起来会更容易一些。

3. using

3.1 定义别名

// 使用typedef定义函数指针
typedef int(*func_ptr)(int, double);

// 使用using定义函数指针
using func_ptr1 = int(*)(int, double);

效果是一样的,但是使用using更加清晰

3.2 模板的别名

typedef对模板的别名简单并不容易实现

template <typename T>
typedef map<int, T> type;	// error, 语法错误

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

template <typename T>
// 定义外敷类
struct MyMap
{
    typedef map<int, T> type;
};

int main(void)
{
    MyMap<string>::type m;
    m.insert(make_pair(1, "luffy"));
    m.insert(make_pair(2, "ace"));

    MyMap<int>::type m1;
    m1.insert(1, 100);
    m1.insert(2, 200);

    return 0;
}

在C++11中，新增了一个特性就是可以通过使用using来为一个模板定义别名

template <typename T>
using mymap = map<int, T>;

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

template <typename T>
using mymap = map<int, T>;

int main(void)
{
    // map的value指定为string类型
    mymap<string> m;
    m.insert(make_pair(1, "luffy"));
    m.insert(make_pair(2, "ace"));

    // map的value指定为int类型
    mymap<int> m1;
    m1.insert(1, 100);
    m1.insert(2, 200);

    return 0;
}

再次强调,using的语法和typedef是一样的,并不会创建新的类型,只是定义别名,
using相较于typedef的优势在于定义函数指针别名时看起来更加直观，并可给模板定义别名。

4. 智能指针的使用

4.1 shared_ptr

4.1.1 通过构造函数初始化

如果智能指针被初始化了一块有效内存，那么这块内存的引用计数+1，如果智能指针没有被初始化或者被初始化为nullptr空指针，引用计数不会+1。另外，不要使用一个原始指针初始化多个shared_ptr。

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    // 使用智能指针管理一块 int 型的堆内存
    shared_ptr<int> ptr1(new int(520));
    cout << "ptr1管理的内存引用计数: " << ptr1.use_count() << endl;
    // 使用智能指针管理一块字符数组对应的堆内存
    shared_ptr<char> ptr2(new char[12]);
    cout << "ptr2管理的内存引用计数: " << ptr2.use_count() << endl;
    // 创建智能指针对象, 不管理任何内存
    shared_ptr<int> ptr3;
    cout << "ptr3管理的内存引用计数: " << ptr3.use_count() << endl;
    // 创建智能指针对象, 初始化为空
    shared_ptr<int> ptr4(nullptr);
    cout << "ptr4管理的内存引用计数: " << ptr4.use_count() << endl;

    return 0;
}

int *p = new int;
shared_ptr<int> p1(p);
shared_ptr<int> p2(p);		// error, 编译不会报错, 运行会出错

4.1.2 通过拷贝和移动构造函数初始化

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    // 使用智能指针管理一块 int 型的堆内存, 内部引用计数为 1
    shared_ptr<int> ptr1(new int(520));
    cout << "ptr1管理的内存引用计数: " << ptr1.use_count() << endl;
    //调用拷贝构造函数
    shared_ptr<int> ptr2(ptr1);
    cout << "ptr2管理的内存引用计数: " << ptr2.use_count() << endl;
    shared_ptr<int> ptr3 = ptr1;
    cout << "ptr3管理的内存引用计数: " << ptr3.use_count() << endl;
    //调用移动构造函数
    shared_ptr<int> ptr4(std::move(ptr1));
    cout << "ptr4管理的内存引用计数: " << ptr4.use_count() << endl;
    std::shared_ptr<int> ptr5 = std::move(ptr2);
    cout << "ptr5管理的内存引用计数: " << ptr5.use_count() << endl;

    return 0;
}

ptr1管理的内存引用计数: 1
ptr2管理的内存引用计数: 2
ptr3管理的内存引用计数: 3
ptr4管理的内存引用计数: 3
ptr5管理的内存引用计数: 3

4.1.3 通过std::make_shared初始化

通过C++提供的std::make_shared() 就可以完成内存对象的创建并将其初始化给智能指针

template< class T, class... Args >
shared_ptr<T> make_shared( Args&&... args );
  • T：模板参数的数据类型
  • Args&&... args ：要初始化的数据，如果是通过make_shared创建对象，需按照构造函数的参数列表指定
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

class Test
{
public:
    Test() 
    {
        cout << "construct Test..." << endl;
    }
    Test(int x) 
    {
        cout << "construct Test, x = " << x << endl;
    }
    Test(string str) 
    {
        cout << "construct Test, str = " << str << endl;
    }
    ~Test()
    {
        cout << "destruct Test ..." << endl;
    }
};

int main()
{
    // 使用智能指针管理一块 int 型的堆内存, 内部引用计数为 1
    shared_ptr<int> ptr1 = make_shared<int>(520);
    cout << "ptr1管理的内存引用计数: " << ptr1.use_count() << endl;

    shared_ptr<Test> ptr2 = make_shared<Test>();
    cout << "ptr2管理的内存引用计数: " << ptr2.use_count() << endl;

    shared_ptr<Test> ptr3 = make_shared<Test>(520);
    cout << "ptr3管理的内存引用计数: " << ptr3.use_count() << endl;

    shared_ptr<Test> ptr4 = make_shared<Test>("我是要成为海贼王的男人!!!");
    cout << "ptr4管理的内存引用计数: " << ptr4.use_count() << endl;
    return 0;
}

ptr1管理的内存引用计数: 1
construct Test...
ptr2管理的内存引用计数: 1
construct Test, x = 520
ptr3管理的内存引用计数: 1
construct Test, str = 我是要成为海贼王的男人!!!
ptr4管理的内存引用计数: 1
destruct Test ...
destruct Test ...
destruct Test ...

4.1.4 通过 reset方法初始化

//函数原型
void reset() noexcept;

template< class Y >
void reset( Y* ptr );

template< class Y, class Deleter >
void reset( Y* ptr, Deleter d );

template< class Y, class Deleter, class Alloc >
void reset( Y* ptr, Deleter d, Alloc alloc );
  • ptr：指向要取得所有权的对象的指针
  • d：指向要取得所有权的对象的指针
  • aloc：内部存储所用的分配器
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    // 使用智能指针管理一块 int 型的堆内存, 内部引用计数为 1
    shared_ptr<int> ptr1 = make_shared<int>(520);
    shared_ptr<int> ptr2 = ptr1;
    shared_ptr<int> ptr3 = ptr1;
    shared_ptr<int> ptr4 = ptr1;
    cout << "ptr1管理的内存引用计数: " << ptr1.use_count() << endl;
    cout << "ptr2管理的内存引用计数: " << ptr2.use_count() << endl;
    cout << "ptr3管理的内存引用计数: " << ptr3.use_count() << endl;
    cout << "ptr4管理的内存引用计数: " << ptr4.use_count() << endl;

    ptr4.reset();
    cout << "ptr1管理的内存引用计数: " << ptr1.use_count() << endl;
    cout << "ptr2管理的内存引用计数: " << ptr2.use_count() << endl;
    cout << "ptr3管理的内存引用计数: " << ptr3.use_count() << endl;
    cout << "ptr4管理的内存引用计数: " << ptr4.use_count() << endl;

    shared_ptr<int> ptr5;
    ptr5.reset(new int(250));
    cout << "ptr5管理的内存引用计数: " << ptr5.use_count() << endl;

    return 0;
}

ptr1管理的内存引用计数: 4
ptr2管理的内存引用计数: 4
ptr3管理的内存引用计数: 4
ptr4管理的内存引用计数: 4
    
ptr1管理的内存引用计数: 3
ptr2管理的内存引用计数: 3
ptr3管理的内存引用计数: 3
ptr4管理的内存引用计数: 0
    
ptr5管理的内存引用计数: 1

对于一个未初始化的共享智能指针，可以通过reset方法来初始化，当智能指针中有值的时候，调用reset会使引用计数减1。

4.1.5 获取原始指针

// 获取原始地址
T* get() const noexcept;

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    int len = 128;
    shared_ptr<char> ptr(new char[len]);
    // 得到指针的原始地址
    char* add = ptr.get();
    memset(add, 0, len);
    strcpy(add, "我是要成为海贼王的男人!!!");
    cout << "string: " << add << endl;
    
    shared_ptr<int> p(new int);
    *p = 100;
    cout << p.get() << "  " << *p << endl;
    
    return 0;
}

string: 我是要成为海贼王的男人!!!
0000026F48FE9410  100

4.2 weak_ptr

弱引用智能指针std::weak_ptr可以看做是shared_ptr的助手，
它不管理shared_ptr内部的指针。 std::weak_ptr没有重载操作符*和->，因为它不共享指针，不能操作资源，所以它的构造不会增加引用计数，析构也不会减少引用计数
它的主要作用就是作为一个旁观者监视shared_ptr中管理的资源是否存在。

4.2.1 基本使用方式

4.2.1.1 初始化

// 默认构造函数
constexpr weak_ptr() noexcept;
// 拷贝构造
weak_ptr (const weak_ptr& x) noexcept;
template <class U> weak_ptr (const weak_ptr<U>& x) noexcept;
// 通过shared_ptr对象构造
template <class U> weak_ptr (const shared_ptr<U>& x) noexcept;

具体使用方法如下：

#include 
#include 
using namespace std;

int main() 
{
    shared_ptr<int> sp(new int);

    weak_ptr<int> wp1;
    weak_ptr<int> wp2(wp1);
    weak_ptr<int> wp3(sp);
    weak_ptr<int> wp4;
    wp4 = sp;
    weak_ptr<int> wp5;
    wp5 = wp3;
    
    return 0;
}
  • weak_ptr wp1;构造了一个空weak_ptr对象
  • weak_ptr wp2(wp1);通过一个空weak_ptr对象构造了另一个空weak_ptr对象
  • weak_ptr wp3(sp);通过一个shared_ptr对象构造了一个可用的weak_ptr实例对象
  • wp4 = sp;通过一个shared_ptr对象构造了一个可用的weak_ptr实例对象（这是一个隐式类型转换）
  • wp5 = wp3;通过一个weak_ptr对象构造了一个可用的weak_ptr实例对象

4.2.1.2 其他常用方法

4.2.1.2.1 use_count()

通过调用std::weak_ptr类提供的use_count()方法可以获得当前所观测资源的引用计数

// 函数原型
// 函数返回所监测的资源的引用计数
long int use_count() const noexcept;

修改一下上面的测试程序，添加打印资源引用计数的代码：

#include 
#include 
using namespace std;

int main() 
{
    shared_ptr<int> sp(new int);

    weak_ptr<int> wp1;
    weak_ptr<int> wp2(wp1);
    weak_ptr<int> wp3(sp);
    weak_ptr<int> wp4;
    wp4 = sp;
    weak_ptr<int> wp5;
    wp5 = wp3;

    cout << "use_count: " << endl;
    cout << "wp1: " << wp1.use_count() << endl;
    cout << "wp2: " << wp2.use_count() << endl;
    cout << "wp3: " << wp3.use_count() << endl;
    cout << "wp4: " << wp4.use_count() << endl;
    cout << "wp5: " << wp5.use_count() << endl;
    return 0;
}

测试程序输出的结果为:

use_count:
wp1: 0
wp2: 0
wp3: 1
wp4: 1
wp5: 1

虽然弱引用智能指针wp3、wp4、wp5监测的资源是同一个，但是它的引用计数并没有发生任何的变化，也进一步证明了weak_ptr只是监测资源，并不管理资源。

4.2.1.2.2 expired()

通过调用std::weak_ptr类提供的expired()方法来判断观测的资源是否已经被释放，

// 函数原型
// 返回true表示资源已经被释放, 返回false表示资源没有被释放
bool expired() const noexcept;

函数的使用方法如下:

#include 
#include 
using namespace std;

int main() 
{
    shared_ptr<int> shared(new int(10));
    weak_ptr<int> weak(shared);
    cout << "1. weak " << (weak.expired() ? "is" : "is not") << " expired" << endl;

    shared.reset();
    cout << "2. weak " << (weak.expired() ? "is" : "is not") << " expired" << endl;

    return 0;
}

测试代码输出的结果:

1. weak is not expired
2. weak is expired

weak_ptr监测的就是shared_ptr管理的资源
当共享智能指针调用shared.reset();之后管理的资源被释放，因此weak.expired()函数的结果返回true，表示监测的资源已经不存在了。

4.2.1.2.3 lock()

通过调用std::weak_ptr类提供的lock()方法来获取管理所监测资源的shared_ptr对象

// 函数原型
shared_ptr<element_type> lock() const noexcept;

函数的使用方法如下:

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    shared_ptr<int> sp1, sp2;
    weak_ptr<int> wp;

    sp1 = std::make_shared<int>(520);
    wp = sp1;
    sp2 = wp.lock();
    cout << "use_count: " << wp.use_count() << endl;

    sp1.reset();
    cout << "use_count: " << wp.use_count() << endl;

    sp1 = wp.lock();
    cout << "use_count: " << wp.use_count() << endl;

    cout << "*sp1: " << *sp1 << endl;
    cout << "*sp2: " << *sp2 << endl;

    return 0;
}

测试代码输出的结果为:

use_count: 2
use_count: 1
use_count: 2
*sp1: 520
*sp2: 520
  • sp2 = wp.lock();通过调用lock()方法得到一个用于管理weak_ptr对象所监测的资源的共享智能指针对象，使用这个对象初始化sp2，此时所监测资源的引用计数为2
  • sp1.reset();共享智能指针sp1被重置，weak_ptr对象所监测的资源的引用计数减1
  • sp1 = wp.lock();sp1重新被初始化，并且管理的还是weak_ptr对象所监测的资源，因此引用计数加1
  • 共享智能指针对象sp1和sp2管理的是同一块内存，因此最终打印的内存中的结果是相同的，都是520
4.2.1.2.4 reset()

通过调用std::weak_ptr类提供的reset()方法来清空对象，使其不监测任何资源

// 函数原型如下
void reset() noexcept;

函数的使用非常简单：

#include 
#include 
using namespace std;

int main() 
{
    shared_ptr<int> sp(new int(10));
    weak_ptr<int> wp(sp);
    cout << "1. wp " << (wp.expired() ? "is" : "is not") << " expired" << endl;

    wp.reset();
    cout << "2. wp " << (wp.expired() ? "is" : "is not") << " expired" << endl;

    return 0;
}

测试代码输出的结果为:

1. wp is not expired
2. wp is expired

weak_ptr对象sp被重置之后,变成了空对象，不再监测任何资源，因此wp.expired()返回true

4.2.2 返回管理this的shared_ptr

如果在一个类中编写了一个函数，通过这个得到管理当前对象的共享智能指针
我们可能会写出如下代码：

#include 
#include 
using namespace std;

struct Test
{
    shared_ptr<Test> getSharedPtr()
    {
        return shared_ptr<Test>(this);
    }
    
    ~Test()
    {
        cout << "class Test is disstruct ..." << endl;
    }

};

int main() 
{
    shared_ptr<Test> sp1(new Test);
    cout << "use_count: " << sp1.use_count() << endl;
    shared_ptr<Test> sp2 = sp1->getSharedPtr();
    cout << "use_count: " << sp1.use_count() << endl;
    return 0;
}

执行上面的测试代码，运行中会出现异常，在终端还是能看到对应的日志输出：

use_count: 1
use_count: 1
class Test is disstruct ...
class Test is disstruct ...

通过输出的结果可以看到一个对象被析构了两次
其原因是这样的：在这个例子中使用同一个指针this构造了两个智能指针对象sp1和sp2，这二者之间是没有任何关系的，因为sp2并不是通过sp1初始化得到的实例对象。
在离开作用域之后this将被构造的两个智能指针各自析构，导致重复析构的错误。

这个问题可以通过weak_ptr来解决，通过wek_ptr返回管理this资源的共享智能指针对象shared_ptr。
C++11中为我们提供了一个模板类叫做std::enable_shared_from_this，这个类中有一个方法叫做shared_from_this()，通过这个方法可以返回一个共享智能指针，在函数的内部就是使用weak_ptr来监测this对象，并通过调用weak_ptr的lock()方法返回一个shared_ptr对象。

修改之后的代码为：

#include 
#include 
using namespace std;

struct Test : public enable_shared_from_this<Test>
{
    shared_ptr<Test> getSharedPtr()
    {
        return shared_from_this();
    }
    ~Test()
    {
        cout << "class Test is disstruct ..." << endl;
    }
};

int main() 
{
    shared_ptr<Test> sp1(new Test);
    cout << "use_count: " << sp1.use_count() << endl;
    shared_ptr<Test> sp2 = sp1->getSharedPtr();
    cout << "use_count: " << sp1.use_count() << endl;
    return 0;
}

测试代码输出的结果为:

use_count: 1
use_count: 2
class Test is disstruct ...

注意：在调用enable_shared_from_this类的shared_from_this()方法之前
必须要先初始化函数内部weak_ptr对象，否则该函数无法返回一个有效的shared_ptr对象
（具体处理方法可以参考上面的示例代码）。

4.2.3. 解决循环引用问题

智能指针如果循环引用会导致内存泄露，比如下面的例子：

#include 
#include 
using namespace std;

struct TA;
struct TB;

struct TA
{
    shared_ptr<TB> bptr;
    ~TA()
    {
        cout << "class TA is disstruct ..." << endl;
    }
};

struct TB
{
    shared_ptr<TA> aptr;
    ~TB()
    {
        cout << "class TB is disstruct ..." << endl;
    }
};

void testPtr()
{
    shared_ptr<TA> ap(new TA);
    shared_ptr<TB> bp(new TB);
    cout << "TA object use_count: " << ap.use_count() << endl;
    cout << "TB object use_count: " << bp.use_count() << endl;

    ap->bptr = bp;
    bp->aptr = ap;
    cout << "TA object use_count: " << ap.use_count() << endl;
    cout << "TB object use_count: " << bp.use_count() << endl;
}

int main()
{
    testPtr();
    return 0;
}

测试程序输出的结果如下:

TA object use_count: 1
TB object use_count: 1
TA object use_count: 2
TB object use_count: 2

在测试程序中，共享智能指针ap、bp对TA、TB实例对象的引用计数变为2，在共享智能指针离开作用域之后引用计数只能减为1
这种情况下不会去删除智能指针管理的内存，导致类TA、TB的实例对象不能被析构，最终造成内存泄露。
通过使用weak_ptr可以解决这个问题，只要将类TA或者TB的任意一个成员改为weak_ptr
修改之后的代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;

struct TA;
struct TB;

struct TA
{
    weak_ptr<TB> bptr;
    ~TA()
    {
        cout << "class TA is disstruct ..." << endl;
    }
};

struct TB
{
    shared_ptr<TA> aptr;
    ~TB()
    {
        cout << "class TB is disstruct ..." << endl;
    }
};

void testPtr()
{
    shared_ptr<TA> ap(new TA);
    shared_ptr<TB> bp(new TB);
    cout << "TA object use_count: " << ap.use_count() << endl;
    cout << "TB object use_count: " << bp.use_count() << endl;

    ap->bptr = bp;
    bp->aptr = ap;
    cout << "TA object use_count: " << ap.use_count() << endl;
    cout << "TB object use_count: " << bp.use_count() << endl;
}

int main()
{
    testPtr();
    return 0;
}

程序输出的结果:

TA object use_count: 1
TB object use_count: 1
TA object use_count: 2
TB object use_count: 1
class TB is disstruct ...
class TA is disstruct ...

通过输出的结果可以看到类TA或者TB的对象被成功析构了。

上面程序中，在对类TA成员赋值时ap->bptr = bp;由于bptr是weak_ptr类型，这个赋值操作并不会增加引用计数，所以bp的引用计数仍然为1，在离开作用域之后bp的引用计数减为0，类TB的实例对象被析构。

在类TB的实例对象被析构的时候，内部的aptr也被析构，其对TA对象的管理解除，内存的引用计数减为1，当共享智能指针ap离开作用域之后，对TA对象的管理也解除了，内存的引用计数减为0，类TA的实例对象被析构。

5. constexpr

5.1 constexpr 介绍

在C++11中添加了一个新的关键字constexpr，这个关键字是用来修饰常量表达式的。
所谓常量表达式，指的就是由多个（≥1）常量（值不会改变）组成并且在编译过程中就得到计算结果的表达式。

在介绍gcc/g++工作流程的时候说过，C++ 程序从编写完毕到执行分为四个阶段：预处理、 编译、汇编和链接4个阶段，得到可执行程序之后就可以运行了。
需要额外强调的是，常量表达式和非常量表达式的计算时机不同
非常量表达式只能在程序运行阶段计算出结果
常量表达式的计算往往发生在程序的编译阶段，这可以极大提高程序的执行效率，因为表达式只需要在编译阶段计算一次，节省了每次程序运行时都需要计算一次的时间。

那么问题来了，编译器如何识别表达式是不是常量表达式呢？在C++11中添加了constexpr关键字之后就可以在程序中使用它来修饰常量表达式，用来提高程序的执行效率。
在使用中建议将 const 和 constexpr 的功能区分开
即凡是表达“只读”语义的场景都使用 const，表达“常量”语义的场景都使用 constexpr。

在定义常量时，const 和 constexpr 是等价的，都可以在程序的编译阶段计算出结果，例如：

const int m = f();  // 不是常量表达式，m的值只有在运行时才会获取。
const int i=520;    // 是一个常量表达式
const int j=i+1;    // 是一个常量表达式

constexpr int i=520;    // 是一个常量表达式
constexpr int j=i+1;    // 是一个常量表达式

对于 C++ 内置类型的数据，可以直接用 constexpr 修饰
但如果是自定义的数据类型（用 struct 或者 class 实现），直接用 constexpr 修饰是不行的。

// 此处的constexpr修饰是无效的
constexpr struct Test
{
    int id;
    int num;
};

如果要定义一个结构体/类常量对象，可以这样写：

struct Test
{
    int id;
    int num;
};

int main()
{
    constexpr Test t{ 1, 2 };
    constexpr int id = t.id;
    constexpr int num = t.num;
    // error，不能修改常量
    t.num += 100;
    cout << "id: " << id << ", num: " << num << endl;

    return 0;
}

t.num += 100;的操作是错误的，对象t是常量，因此它的成员也是常量，常量是不能被修改的。

5.2 常量表达式函数

为了提高C++程序的执行效率 我们可以将程序中值不需要发生变化的变量定义为常量
也可以使用constexpr修饰函数的返回值，这种函数被称作常量表达式函数，这些函数主要包括以下几种：普通函数/类成员函数、类的构造函数、模板函数。

5.2.1 修饰函数

constexpr并不能修改任意函数的返回值，使这些函数成为常量表达式函数
必须要满足以下几个条件：

  1. 函数必须要有返回值，并且return 返回的表达式必须是常量表达式。
// error，不是常量表达式函数
constexpr void func1()
{
    int a = 100;
    cout << "a: " << a << endl;
}

// error，不是常量表达式函数
constexpr int func1()
{
    int a = 100;
    return a;
}
  • 函数func1()没有返回值，不满足常量表达式函数要求
  • 函数func2()返回值不是常量表达式，不满足常量表达式函数要求

[C++11]_第1张图片

由此可见在更新的C++标准里边放宽了对constexpr的语法限制。

  1. 函数在使用之前，必须有对应的定义语句。
#include 
using namespace std;

constexpr int func1();
int main()
{
    constexpr int num = func1();	// error
    return 0;
}

constexpr int func1()
{
    constexpr int a = 100;
    return a;
}

在测试程序constexpr int num = func1();中，还没有定义func1()就直接调用了
应该将func1()函数的定义放到main()函数的上边。

  1. 整个函数的函数体中，不能出现非常量表达式之外的语句（using 指令、typedef 语句以及 static_assert 断言、return语句除外）。
// error
constexpr int func1()
{
    constexpr int a = 100;
    constexpr int b = 10;
    for (int i = 0; i < b; ++i)
    {
        cout << "i: " << i << endl;
    }
    return a + b;
}

// ok
constexpr int func2()
{
    using mytype = int;
    constexpr mytype a = 100;
    constexpr mytype b = 10;
    constexpr mytype c = a * b;
    return c - (a + b);
}

因为func1()是一个常量表达式函数，在函数体内部是不允许出现非常量表达式以外的操作，因此函数体内部的for循环是一个非法操作。

以上三条规则不仅对应普通函数适用，对应类的成员函数也是适用的：

class Test
{
public:
    constexpr int func()
    {
        constexpr int var = 100;
        return 5 * var;
    }
};

int main()
{
    Test t;
    constexpr int num = t.func();
    cout << "num: " << num << endl;

    return 0;
}

5.2.2 修饰模板函数

C++11 语法中，constexpr可以修饰函数模板，但由于模板中类型的不确定性，因此函数模板实例化后的模板函数是否符合常量表达式函数的要求也是不确定的。
如果constexpr 修饰的模板函数实例化结果不满足常量表达式函数的要求，则 constexpr 会被自动忽略，即该函数就等同于一个普通函数。

#include 
using namespace std;

struct Person {
    const char* name;
    int age;
};

// 定义函数模板
template<typename T>
constexpr T dispaly(T t) {
    return t;
}

int main()
{
    struct Person p { "luffy", 19 };
    //普通函数
    struct Person ret = dispaly(p);
    cout << "luffy's name: " << ret.name << ", age: " << ret.age << endl;

    //常量表达式函数
    constexpr int ret1 = dispaly(250);
    cout << ret1 << endl;

    constexpr struct Person p1 { "luffy", 19 };
    constexpr struct Person p2 = dispaly(p1);
    cout << "luffy's name: " << p2.name << ", age: " << p2.age << endl;
    return 0;
}

在上面示例程序中定义了一个函数模板 display()，但由于其返回值类型未定，因此在实例化之前无法判断其是否符合常量表达式函数的要求：

  • struct Person ret = dispaly( p );由于参数p是变量，所以实例化后的函数不是常量表达式函数，此时 constexpr 是无效的
  • constexpr int ret1 = dispaly(250);参数是常量，符合常量表达式函数的要求，此时 constexpr 是有效的
  • constexpr struct Person p2 = dispaly(p1);参数是常量，符合常量表达式函数的要求，此时 constexpr 是有效的

5.2.3 修饰构造函数

如果想用直接得到一个常量对象，也可以使用constexpr修饰一个构造函数，这样就可以得到一个常量构造函数了。
常量构造函数有一个要求：构造函数的函数体必须为空，并且必须采用初始化列表的方式为各个成员赋值。

#include 
using namespace std;

struct Person {
    constexpr Person(const char* p, int age) 
    		:name(p), age(age)
    {}
    const char* name;
    int age;
};

int main()
{
    constexpr struct Person p1("luffy", 19);
    cout << "luffy's name: " << p1.name << ", age: " << p1.age << endl;
    return 0;
}

6. 委托构造和继承构造函数

6.1 委托构造函数

委托构造函数允许使用同一个类中的一个构造函数调用其它的构造函数，从而简化相关变量的初始化。
下面举例说明：

#include 
using namespace std;

class Test
{
public:
    Test() {};
    Test(int max)
    {
        this->m_max = max > 0 ? max : 100;
    }

    Test(int max, int min)
    {
        this->m_max = max > 0 ? max : 100;              // 冗余代码
        this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;   
    }

    Test(int max, int min, int mid)
    {
        this->m_max = max > 0 ? max : 100;             // 冗余代码
        this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;  // 冗余代码
        this->m_middle = mid < max && mid > min ? mid : 50;
    }

    int m_min;
    int m_max;
    int m_middle;
};

int main()
{
    Test t(90, 30, 60);
    cout << "min: " << t.m_min << ", middle: " 
         << t.m_middle << ", max: " << t.m_max << endl;
    return 0;
}

在上面的程序中有三个构造函数，但是这三个函数中都有重复的代码，在C++11之前构造函数是不能调用构造函数的，加入了委托构造之后，我们就可以轻松地完成代码的优化了：

#include 
using namespace std;

class Test
{
public:
    Test() {};
    Test(int max)
    {
        this->m_max = max > 0 ? max : 100;
    }

    Test(int max, int min):Test(max)
    {
        this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
    }

    Test(int max, int min, int mid):Test(max, min)
    {
        this->m_middle = mid < max && mid > min ? mid : 50;
    }

    int m_min;
    int m_max;
    int m_middle;
};

int main()
{
    Test t(90, 30, 60);
    cout << "min: " << t.m_min << ", middle: " 
         << t.m_middle << ", max: " << t.m_max << endl;
    return 0;
}

在修改之后的代码中可以看到，重复的代码全部没有了，并且在一个构造函数中调用了其他的构造函数用于相关数据的初始化，相当于是一个链式调用。在使用委托构造函数的时候还需要注意一些几个问题：

  1. 这种链式的构造函数调用不能形成一个闭环（死循环），否则会在运行期抛异常。

  2. 如果要进行多层构造函数的链式调用，建议将构造函数的调用的写在初始列表中而不是函数体内部，否则编译器会提示形参的重复定义。

Test(int max)
{
    this->m_max = max > 0 ? max : 100;
}

Test(int max, int min)
{
    Test(max);	// error, 此处编译器会报错, 提示形参max被重复定义
    this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}
  1. 在初始化列表中调用了代理构造函数初始化某个类成员变量之后，就不能在初始化列表中再次初始化这个变量了。
// 错误, 使用了委托构造函数就不能再次m_max初始化了
Test(int max, int min) : Test(max), m_max(max)
{
    this->m_min = min > 0 && min < max ? min : 1;
}

6.2 继承构造函数

C++11中提供的继承构造函数可以让派生类直接使用基类的构造函数，而无需自己再写构造函数，尤其是在基类有很多构造函数的情况下，可以极大地简化派生类构造函数的编写。

没有继承构造函数之前的处理方式：

#include 
#include 
using namespace std;

class Base
{
public:
    Base(int i) :m_i(i) {}
    Base(int i, double j) :m_i(i), m_j(j) {}
    Base(int i, double j, string k) :m_i(i), m_j(j), m_k(k) {}

    int m_i;
    double m_j;
    string m_k;
};

class Child : public Base
{
public:
    Child(int i) :Base(i) {}
    Child(int i, double j) :Base(i, j) {}
    Child(int i, double j, string k) :Base(i, j, k) {}
};

int main()
{
    Child c(520, 13.14, "i love you");
    cout << "int: " << c.m_i << ", double: " 
         << c.m_j << ", string: " << c.m_k << endl;
    return 0;
}

在子类中初始化从基类继承的类成员，需要在子类中重新定义和基类一致的构造函数，这是非常繁琐的
C++11中通过添加继承构造函数这个新特性完美的解决了这个问题，使得代码更加精简。

继承构造函数的使用方法是这样的：通过使用using 类名::构造函数名（其实类名和构造函数名是一样的）来声明使用基类的构造函数，这样子类中就可以不定义相同的构造函数了，直接使用基类的构造函数来构造派生类对象。

#include 
#include 
using namespace std;

class Base
{
public:
    Base(int i) :m_i(i) {}
    Base(int i, double j) :m_i(i), m_j(j) {}
    Base(int i, double j, string k) :m_i(i), m_j(j), m_k(k) {}

    int m_i;
    double m_j;
    string m_k;
};

class Child : public Base
{
public:
    using Base::Base;
};

int main()
{
    Child c1(520, 13.14);
    cout << "int: " << c1.m_i << ", double: " << c1.m_j << endl;
    Child c2(520, 13.14, "i love you");
    cout << "int: " << c2.m_i << ", double: " 
         << c2.m_j << ", string: " << c2.m_k << endl;
    return 0;
}

在修改之后的子类中，没有添加任何构造函数，而是添加了using Base::Base;这样就可以在子类中直接继承父类的所有的构造函数，通过他们去构造子类对象了。

另外如果在子类中隐藏了父类中的同名函数，也可以通过using的方式在子类中使用基类中的这些父类函数：

#include 
#include 
using namespace std;

class Base
{
public:
    Base(int i) :m_i(i) {}
    Base(int i, double j) :m_i(i), m_j(j) {}
    Base(int i, double j, string k) :m_i(i), m_j(j), m_k(k) {}

    void func(int i)
    {
        cout << "base class: i = " << i << endl;
    }
    
    void func(int i, string str)
    {
        cout << "base class: i = " << i << ", str = " << str << endl;
    }

    int m_i;
    double m_j;
    string m_k;
};

class Child : public Base
{
public:
    using Base::Base;
    using Base::func;
    void func()
    {
        cout << "child class: i'am luffy!!!" << endl;
    }
};

int main()
{
    Child c(250);
    c.func();
    c.func(19);
    c.func(19, "luffy");
    return 0;
}

上述示例代码输出的结果为：

child class: i'am luffy!!!
base class: i = 19
base class: i = 19, str = luffy

子类中的func()函数隐藏了基类中的两个func()因此默认情况下通过子类对象只能调用无参的func()
在上面的子类代码中添加了using Base::func;之后，就可以通过子类对象直接调用父类中被隐藏的带参func()函数了。

7. 原始字面量

R “xxx(原始字符串)xxx”

一个例子直接带入

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
    string str = "D:\hello\world\test.text";
    cout << str << endl;
    string str1 = "D:\\hello\\world\\test.text";
    cout << str1 << endl;
    string str2 = R"(D:\hello\world\test.text)";
    cout << str2 << endl;

    return 0;
}

D:helloworld    est.text
D:\hello\world\test.text
D:\hello\world\test.text

在R “xxx(raw string)xxx” 中，原始字符串必须用括号（）括起来，括号的前后可以加其他字符串，所加的字符串会被忽略，并且加的字符串必须在括号两边同时出现。

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
    string str1 = R"(D:\hello\world\test.text)";
    cout << str1 << endl;
    string str2 = R"luffy(D:\hello\world\test.text)luffy";
    cout << str2 << endl;
#if 0
    string str3 = R"luffy(D:\hello\world\test.text)robin";	// 语法错误，编译不通过
    cout << str3 << endl;
#endif

    return 0;
}

D:\hello\world\test.text
D:\hello\world\test.text

结论:使用原始字面量R “xxx(raw string)xxx”，（）两边的字符串在解析的时候是会被忽略的，因此一般不用指定。如果在（）前后指定了字符串，那么前后的字符串必须相同，否则会出现语法错误。

8. chrono库

C++11中提供了日期和时间相关的库chrono，通过chrono库可以很方便地处理日期和时间，为程序的开发提供了便利。
chrono库主要包含三种类型的类：时间间隔duration、时钟clocks、时间点time point。

8.1 时间间隔

8.1.1 常用类成员

duration表示一段时间间隔，用来记录时间长度，可以表示几秒、几分钟、几个小时的时间间隔。

//原型
// 定义于头文件 
template<
    class Rep,
    class Period = std::ratio<1>
> class duration;

  • Rep：这是一个数值类型，表示时钟数（周期）的类型（默认为整形）。
    若 Rep 是浮点数，则 duration 能使用小数描述时钟周期的数目。

  • Period：表示时钟的周期，它的原型如下：

// 定义于头文件 
template<
    std::intmax_t Num,
    std::intmax_t Denom = 1

> class ratio;

ratio类表示每个时钟周期的秒数，其中第一个模板参数Num代表分子，Denom代表分母，该分母值默认为1
因此，ratio代表的是一个分子除以分母的数值，
比如：ratio<2>代表一个时钟周期是2秒，ratio<60>代表一分钟，ratio<60*60>代表一个小时，ratio<60*60*24>代表一天。
而ratio<1,1000>代表的是1/1000秒，也就是1毫秒，ratio<1,1000000>代表一微秒，ratio<1,1000000000>代表一纳秒。

为了方便使用，在标准库中定义了一些常用的时间间隔，比如：时、分、秒、毫秒、微秒、纳秒，它们都位于chrono命名空间下，定义如下：

类型 定义
纳秒：std::chrono::nanoseconds duration至少 64 位的有符号整数类型/*, std::nano>
微秒：std::chrono::microseconds duration至少 55 位的有符号整数类型/*, std::micro>
毫秒：std::chrono::milliseconds duration至少 45 位的有符号整数类型/*, std::milli>
秒：std::chrono::seconds duration至少 35 位的有符号整数类型/*>
分钟：std::chrono::minutes duration至少 29 位的有符号整数类型/*, std::ratio<60>>
小时：std::chrono::hours duration至少 23 位的有符号整数类型/*, std::ratio<3600>>

注意：到 hours 为止的每个预定义时长类型至少涵盖 ±292 年的范围。

duration类的构造函数原型如下：

// 1. 拷贝构造函数
duration( const duration& ) = default;
// 2. 通过指定时钟周期的类型来构造对象
template< class Rep2 >
constexpr explicit duration( const Rep2& r );
// 3. 通过指定时钟周期类型，和时钟周期长度来构造对象
template< class Rep2, class Period2 >
constexpr duration( const duration<Rep2,Period2>& d );

为了更加方便的进行duration对象之间的操作，类内部进行了操作符重载：

操作符 描述
operator= 对应复制内容 (公开成员函数)
operator+
operator-		 实现一元 + 和一元 - (公开成员函数)
operator++
operator++(int)
operator–
operator–(int)		 递增或递减周期计数 (公开成员函数)
operator+=
operator-=
operator*=
operator/=
operator%=		 实现二个时长间的复合赋值 (公开成员函数)

duration类还提供了获取时间间隔的时钟周期数的方法count()

// 函数原型
constexpr rep count() const;

8.1.2 类的使用

通过构造函数构造事件间隔对象示例代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    chrono::hours h(1);                          // 一小时
    chrono::milliseconds ms{ 3 };                // 3 毫秒 花括号也可以初始化
    chrono::duration<int, ratio<1000>> ks(3);    // 3000 秒

    // chrono::duration> d3(3.5);  // error
    chrono::duration<double> dd(6.6);               // 6.6 秒

    // 使用小数表示时钟周期的次数
    chrono::duration<double, std::ratio<1, 30>> hz(3.5);
}
  • h(1)时钟周期为1小时，共有1个时钟周期，所以h表示的时间间隔为1小时
  • ms(3)时钟周期为1毫秒，共有3个时钟周期，所以ms表示的时间间隔为3毫秒
  • ks(3)时钟周期为1000秒，一共有三个时钟周期，所以ks表示的时间间隔为3000秒
  • d3(3.5)时钟周期为1000秒，时钟周期数量只能用整形来表示，但是此处指定的是浮点数，因此语法错误
  • dd(6.6)时钟周期为默认的1秒，共有6.6个时钟周期，所以dd表示的时间间隔为6.6秒
  • hz(3.5)时钟周期为1/30秒，共有3.5个时钟周期，所以hz表示的时间间隔为1/30*3.5秒

chrono库中根据duration类封装了不同长度的时钟周期（也可以自定义），基于这个时钟周期再进行周期次数的设置就可以得到总的时间间隔了（时钟周期 * 周期次数 = 总的时间间隔）。

示例代码如下：

#include 
#include 
int main()
{
    std::chrono::milliseconds ms{3};         // 3 毫秒
    std::chrono::microseconds us = 2*ms;     // 6000 微秒
    
    // 时间间隔周期为 1/30 秒
    std::chrono::duration<double, std::ratio<1, 30>> hz(3.5);
 
    std::cout <<  "3 ms duration has " << ms.count() << " ticks\n"
              <<  "6000 us duration has " << us.count() << " ticks\n"
              <<  "3.5 hz duration has " << hz.count() << " ticks\n";       
}

输出的结果为：

3 ms duration has 3 ticks
6000 us duration has 6000 ticks
3.5 hz duration has 3.5 ticks
  • ms时间单位为毫秒，初始化操作ms{3}表示时间间隔为3毫秒，一共有3个时间周期，每个周期为1毫秒
  • us时间单位为微秒，初始化操作2*ms表示时间间隔为6000微秒，一共有6000个时间周期，每个周期为1微秒
  • hz时间单位为秒，初始化操作hz(3.5)表示时间间隔为1/30*3.5秒，一共有3.5个时间周期，每个周期为1/30秒

由于在duration类内部做了操作符重载，因此时间间隔之间可以直接进行算术运算，比如我们要计算两个时间间隔的差值，就可以在代码中做如下处理：

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    chrono::minutes t1(10);
    chrono::seconds t2(60);
    chrono::seconds t3 = t1 - t2;
    cout << t3.count() << " second" << endl;
}

程序输出的结果：

540 second

在上面的测试程序中，t1代表10分钟，t2代表60秒，t3是t1减去t2，也就是60*10-60=540，这个540表示的时钟周期，每个时钟周期是1秒，因此两个时间间隔之间的差值为540秒。

注意：duration的加减运算有一定的规则，当两个duration时钟周期不相同的时候，会先统一成一种时钟，然后再进行算术运算
统一的规则如下：假设有ratio 和 ratio两个时钟周期，首先需要求出x1，x2的最大公约数X，然后求出y1，y2的最小公倍数Y，统一之后的时钟周期ratio为ratio。

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    chrono::duration<double, ratio<9, 7>> d1(3);
    chrono::duration<double, ratio<6, 5>> d2(1);
    // d1 和 d2 统一之后的时钟周期
    chrono::duration<double, ratio<3, 35>> d3 = d1 - d2;
}

对于分子6,、9最大公约数为3，对于分母7、5最小公倍数为35，因此推导出的时钟周期为ratio<3,35>

8.2 时间点 time point

chrono库中提供了一个表示时间点的类time_point，

类的定义如下

// 定义于头文件 
template<
    class Clock,
    class Duration = typename Clock::duration
> class time_point;

它被实现成如同存储一个 Duration 类型的自 Clock 的纪元起始开始的时间间隔的值，通过这个类最终可以得到时间中的某一个时间点。

  • Clock：此时间点在此时钟上计量
  • Duration：用于计量从纪元起时间的 std::chrono::duration 类型

time_point类的构造函数原型如下：

// 1. 构造一个以新纪元(epoch，即：1970.1.1)作为值的对象，需要和时钟类一起使用，不能单独使用该无参构造函数
time_point();
// 2. 构造一个对象，表示一个时间点，其中d的持续时间从epoch开始，需要和时钟类一起使用，不能单独使用该构造函数
explicit time_point( const duration& d );
// 3. 拷贝构造函数，构造与t相同时间点的对象，使用的时候需要指定模板参数
template< class Duration2 >
time_point( const time_point<Clock,Duration2>& t );

在这个类中除了构造函数还提供了另外一个time_since_epoch()函数
用来获得1970年1月1日到time_point对象中记录的时间经过的时间间隔（duration）

// 函数原型
duration time_since_epoch() const;

除此之外，时间点time_point对象和时间段对象duration之间还支持直接进行算术运算（即加减运算），时间点对象之间可以进行逻辑运算，具体细节可以参考下面的表格：

其中 tp 和 tp2 是time_point 类型的对象， dtn 是duration类型的对象。

描述 操作 返回值
复合赋值(成员函数) operator+= tp += dtn *this
复合赋值(成员函数) operator-= tp -= dtn *this
算术运算符(非成员函数) operator+ tp + dtn a time_point value
算术运算符(非成员函数) operator+ dtn + tp a time_point value
算术运算符(非成员函数) operator- tp - dtn a time_point value
算术运算符(非成员函数) operator- tp - tp2 a duration value
关系操作符(非成员函数) operator== tp == tp2 a bool value
关系操作符(非成员函数) operator!= tp != tp2 a bool value
关系操作符(非成员函数) operator< tp < tp2 a bool value
关系操作符(非成员函数) operator> tp > tp2 a bool value
关系操作符(非成员函数) operator>= tp >= tp2 a bool value
关系操作符(非成员函数) operator<= tp <= tp2 a bool value

由于该时间点类经常和下面要介绍的时钟类一起使用，所以在此先不举例
在时钟类的示例代码中会涉及到时间点类的使用，到此为止只需要搞明白时间点类的提供的这几个函数的作用就可以了。

8.3 时钟clocks

chrono库中提供了获取当前的系统时间的时钟类，包含的时钟一共有三种：

  • system_clock：系统的时钟，系统的时钟可以修改，甚至可以网络对时，因此使用系统时间计算时间差可能不准。
  • steady_clock：是固定的时钟，相当于秒表。开始计时后，时间只会增长并且不能修改，适合用于记录程序耗时
  • high_resolution_clock：和时钟类 steady_clock 是等价的（是它的别名）。

在这些时钟类的内部有time_point、duration、Rep、Period等信息，基于这些信息来获取当前时间，以及实现time_t和time_point之间的相互转换。

时钟类成员类型 描述
rep 表示时钟周期次数的有符号算术类型
period 表示时钟计次周期的 std::ratio 类型
duration 时间间隔，可以表示负时长
time_point 表示在当前时钟里边记录的时间点

在使用chrono提供的时钟类的时候，不需创建类对象，直接调用类的静态方法就可以得到想要的时间。

8.3.1 system_clock

具体来说，时钟类system_clock是一个系统范围的实时时钟。
system_clock提供了对当前时间点time_point的访问，将得到时间点转换为time_t类型的时间对象，就可以基于这个时间对象获取到当前的时间信息了。

system_clock时钟类在底层源码中的定义如下：

struct system_clock { // wraps GetSystemTimePreciseAsFileTime/GetSystemTimeAsFileTime
    using rep                       = long long;
    using period                    = ratio<1, 10'000'000>; // 100 nanoseconds
    using duration                  = chrono::duration<rep, period>;
    using time_point                = chrono::time_point<system_clock>;
    static constexpr bool is_steady = false;

    _NODISCARD static time_point now() noexcept 
    { // get current time
        return time_point(duration(_Xtime_get_ticks()));
    }

    _NODISCARD static __time64_t to_time_t(const time_point& _Time) noexcept 
    { // convert to __time64_t
        return duration_cast<seconds>(_Time.time_since_epoch()).count();
    }

    _NODISCARD static time_point from_time_t(__time64_t _Tm) noexcept 
    { // convert from __time64_t
        return time_point{seconds{_Tm}};
    }
};

通过以上源码可以了解到在system_clock类中的一些细节信息：

  • rep：时钟周期次数是通过整形来记录的long long
  • period：一个时钟周期是100纳秒ratio<1, 10'000'000>
  • duration：时间间隔为rep*period纳秒chrono::duration
  • time_point：时间点通过系统时钟做了初始化chrono::time_point，里面记录了新纪元时间点

另外还可以看到system_clock类一共提供了三个静态成员函数：

// 返回表示当前时间的时间点。
static std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now() noexcept;
// 将 time_point 时间点类型转换为 std::time_t 类型
static std::time_t to_time_t( const time_point& t ) noexcept;
// 将 std::time_t 类型转换为 time_point 时间点类型
static std::chrono::system_clock::time_point from_time_t( std::time_t t ) noexcept;

比如，我们要获取当前的系统时间，并且需要将其以能够识别的方式打印出来，示例代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;
using namespace std::chrono;
int main()
{
    // 新纪元1970.1.1时间
    system_clock::time_point epoch;

    duration<int, ratio<60*60*24>> day(1);
    // 新纪元1970.1.1时间 + 1天
    system_clock::time_point ppt(day);

    using dday = duration<int, ratio<60 * 60 * 24>>;
    // 新纪元1970.1.1时间 + 10天
    time_point<system_clock, dday> t(dday(10));

    // 系统当前时间
    system_clock::time_point today = system_clock::now();
    
    // 转换为time_t时间类型
    time_t tm = system_clock::to_time_t(today);
    cout << "今天的日期是:    " << ctime(&tm);

    time_t tm1 = system_clock::to_time_t(today+day);
    cout << "明天的日期是:    " << ctime(&tm1);

    time_t tm2 = system_clock::to_time_t(epoch);
    cout << "新纪元时间:      " << ctime(&tm2);

    time_t tm3 = system_clock::to_time_t(ppt);
    cout << "新纪元时间+1天:  " << ctime(&tm3);

    time_t tm4 = system_clock::to_time_t(t);
    cout << "新纪元时间+10天: " << ctime(&tm4);
}

示例代码打印的结果为：

今天的日期是:    Sun Aug 20 02:43:21 2023
明天的日期是:    Mon Aug 21 02:43:21 2023
新纪元时间:      Thu Jan  1 08:00:00 1970
新纪元时间+1天:  Fri Jan  2 08:00:00 1970
新纪元时间+10天: Sun Jan 11 08:00:00 1970

8.3.2 steady_clock

如果我们通过时钟不是为了获取当前的系统时间，而是进行程序耗时的时长，此时使用syetem_clock就不合适了，因为这个时间可以跟随系统的设置发生变化。
在C++11中提供的时钟类steady_clock相当于秒表，只要启动就会进行时间的累加，并且不能被修改，非常适合于进行耗时的统计。

steady_clock时钟类在底层源码中的定义如下：

struct steady_clock { // wraps QueryPerformanceCounter
    using rep                       = long long;
    using period                    = nano;
    using duration                  = nanoseconds;
    using time_point                = chrono::time_point<steady_clock>;
    static constexpr bool is_steady = true;

    // get current time
    _NODISCARD static time_point now() noexcept 
    { 
        // doesn't change after system boot
        const long long _Freq = _Query_perf_frequency(); 
        const long long _Ctr  = _Query_perf_counter();
        static_assert(period::num == 1, "This assumes period::num == 1.");
        const long long _Whole = (_Ctr / _Freq) * period::den;
        const long long _Part  = (_Ctr % _Freq) * period::den / _Freq;
        return time_point(duration(_Whole + _Part));
    }
};

通过以上源码可以了解到在steady_clock类中的一些细节信息：

  • rep：时钟周期次数是通过整形来记录的long long
  • period：一个时钟周期是1纳秒nano
  • duration：时间间隔为1纳秒nanoseconds
  • time_point：时间点通过系统时钟做了初始化chrono::time_point

另外，在这个类中也提供了一个静态的now()方法，用于得到当前的时间点，

// 函数原型
static std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> now() noexcept;

假设要测试某一段程序的执行效率，可以计算它执行期间消耗的总时长

#include 
#include 
using namespace std;
using namespace std::chrono;
int main()
{
    // 获取开始时间点
    steady_clock::time_point start = steady_clock::now();
    // 执行业务流程
    cout << "print 1000 stars ...." << endl;
    for (int i = 0; i < 1000; ++i)
    {
        cout << "*";
    }
    cout << endl;
    // 获取结束时间点
    steady_clock::time_point last = steady_clock::now();
    // 计算差值
    auto dt = last - start;
    cout << "总共耗时: " << dt.count() << "纳秒" << endl;
}

8.3.3 high_resolution_clock

high_resolution_clock提供的时钟精度比system_clock要高
它也是不可以修改的。在底层源码中，这个类其实是steady_clock类的别名。

using high_resolution_clock = steady_clock;

因此high_resolution_clock的使用方式和steady_clock是一样的

8.4 转换函数

8.4.1 duration_cast

duration_cast是chrono库提供的一个模板函数,这个函数不属于duration类。
通过这个函数可以对duration类对象内部的时钟周期Period，和周期次数的类型Rep进行修改

// 函数原型
template <class ToDuration, class Rep, class Period>
  constexpr ToDuration duration_cast (const duration<Rep,Period>& dtn);
  1. 如果是对时钟周期进行转换：源时钟周期必须能整除目的时钟周期（比如：小时到分钟）。
  2. 如果是对时钟周期次数的类型进行转换：低等类型默认可以向高等类型进行转换（比如：int 转 double）。
  3. 如果时钟周期和时钟周期次数类型都变了,根据第二点推导（也就是看时间周期次数类型）。
  4. 以上条件都不满足，那么就需要使用 duration_cast 进行显示转换。

我们可以修改一下上面测试程序执行时间的代码，在代码中修改duration对象的属性：

#include 
#include 
using namespace std;
using namespace std::chrono;

void f()
{
    cout << "print 1000 stars ...." << endl;
    for (int i = 0; i < 1000; ++i)
    {
        cout << "*";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    auto t1 = steady_clock::now();
    f();
    auto t2 = steady_clock::now();

    // 整数时长：时钟周期纳秒 转 毫秒，要求 duration_cast
    auto int_ms = duration_cast<chrono::milliseconds>(t2 - t1);

    // 小数时长：不要求 duration_cast
    duration<double, ratio<1, 1000>> fp_ms = t2 - t1;

    cout << "f() took " << fp_ms.count() << " ms, "
        << "or " << int_ms.count() << " whole milliseconds\n";
}

示例代码输出的结果：

print 1000 stars ....
*************************************************************************************************************
f() took 40.2547 ms, or 40 whole milliseconds

8.4.2 time_point_cast

time_point_cast也是chrono库提供的一个模板函数，这个函数不属于time_point类。
函数的作用是对时间点进行转换，因为不同的时间点对象内部的时钟周期Period，和周期次数的类型Rep可能也是不同的，一般情况下它们之间可以进行隐式类型转换，也可以通过该函数显示的进行转换

// 函数原型
template <class ToDuration, class Clock, class Duration>
time_point<Clock, ToDuration> time_point_cast(const time_point<Clock, Duration> &t);

关于函数的使用，示例代码如下：

#include 
#include 
using namespace std;

using Clock = chrono::high_resolution_clock;
using Ms = chrono::milliseconds;
using Sec = chrono::seconds;
template<class Duration>
using TimePoint = chrono::time_point<Clock, Duration>;

void print_ms(const TimePoint<Ms>& time_point)
{
    std::cout << time_point.time_since_epoch().count() << " ms\n";
}

int main()
{
    TimePoint<Sec> time_point_sec(Sec(6));
    // 无精度损失, 可以进行隐式类型转换
    TimePoint<Ms> time_point_ms(time_point_sec);
    print_ms(time_point_ms);    // 6000 ms

    time_point_ms = TimePoint<Ms>(Ms(6789));
    // error，会损失精度，不允许进行隐式的类型转换(ms类型转换为sec类型)
    TimePoint<Sec> sec(time_point_ms);

    // 显示类型转换,会损失精度。6789 truncated to 6000
    time_point_sec = std::chrono::time_point_cast<Sec>(time_point_ms);
    print_ms(time_point_sec); // 6000 ms
}

注意：关于时间点的转换如果没有没有精度的损失可以直接进行隐式类型转换
如果会损失精度只能通过显示类型转换，也就是调用time_point_cast函数来完成该操作。

9. 静态断言

静态断言static_assert，所谓静态就是在编译时就能够进行检查的断言，使用时不需要引用头文件。静态断言的另一个好处是，可以自定义违反断言时的错误提示信息。

静态断言使用起来非常简单，它接收两个参数：

  • 参数1：断言表达式，这个表达式通常需要返回一个 bool值
  • 参数2：警告信息，它通常就是一段字符串，在违反断言（表达式为false）时提示该信息

一个判断Linux是否为32位平台的小程序

#include                                          
using namespace std;
  
int main()
{
    static_assert(sizeof(long) == 4, "错误, 不是32位平台...");
    cout << "64bit Linux 指针大小: " << sizeof(char*) << endl;
    cout << "64bit Linux long 大小: " << sizeof(long) <<endl;
  
    return 0;
}

g++ assert.cpp -std=c++11
assert.cpp: In function ‘int main()’:
assert.cpp:6:5: error: static assertion failed: 错误, 不是32位平台...
static_assert(sizeof(long) == 4, "错误, 不是32位平台...");

注意 : 由于静态断言的表达式是在编译阶段进行检测，所以在它的表达式中不能出现变量，也就是说这个表达式必须是常量表达式。

10. POD类型

10.1 POD类型

POD是英文中 Plain Old Data 的缩写，翻译过来就是普通的旧数据 。
POD在C++中是非常重要的一个概念，通常用于说明一个类型的属性，尤其是用户自定义类型的属性。

POD属性在C++11中往往是构建其他C++概念的基础

  • Plain ：表示是个普通的类型
  • Old ：体现了其与C的兼容性，支持标准C函数

在C++11中将 POD划分为两个基本概念的合集，即∶平凡的（trivial） 和标准布局的（standard layout ）

10.2 “平凡”类型

一个平凡的类或者结构体应该符合以下几点要求：

  1. 拥有平凡的默认构造函数（trivial constructor）和析构函数（trivial destructor）。

平凡的默认构造函数就是说构造函数什么都不干。

  • 通常情况下，不定义类的构造函数，编译器就会为我们生成一个平凡的默认构造函数。
// 使用默认的构造函数
class Test {};
  • 一旦定义了构造函数，即使构造函数不包含参数，函数体里也没有任何的代码，那么该构造函数也不再是"平凡"的。
class Test1 
{
    Test1();	// 我们定义的构造函数, 非默认构造
};

关于析构函数也和上面列举的构造函数类似，一旦被定义就不平凡了。
但是这也并非无药可救，使用=default关键字可以显式地声明默认的构造函数，从而使得类型恢复 “平凡化”。

  1. 拥有平凡的拷贝构造函数（trivial copy constructor）和移动构造函数（trivial move constructor）。
  • 平凡的拷贝构造函数基本上等同于使用 memcpy 进行类型的构造。
  • 同平凡的默认构造函数一样，不声明拷贝构造函数的话，编译器会帮程序员自动地生成。
  • 可以显式地使用 =default 声明默认拷贝构造函数。
  • 而平凡移动构造函数跟平凡的拷贝构造函数类似，只不过是用于移动语义。
  1. 拥有平凡的拷贝赋值运算符（trivial assignment operator）和移动赋值运算符（trivial move operator）。

这基本上与平凡的拷贝构造函数和平凡的移动构造运算符类似。

  1. 不包含虚函数以及虚基类。
  • 类中使用 virtual 关键字修饰的函数 叫做虚函数
class Base 
{
public:
    Base() {}
    virtual void print() {}
};
  • 虚基类是在创建子类的时候在继承的基类前加 virtual 关键字 修饰
语法: class 派生类名：virtual  继承方式  基类名

示例代码：

class Base 
{
public:
    Base() {}
};
// 子类Child，虚基类：Base
class Child : virtual public Base 
{
    Child() {}
};

10.3 “标准布局”类型

标准布局类型主要主要指的是类或者结构体的结构或者组合方式。

标准布局类型的类应该符合以下五点定义，最重要的是前两条：

  1. 所有非静态成员有相同 的访问权限（public，private，protected）。
  • 类成员拥有不同的访问权限（非标准布局类型）
class Base
{
public:
    Base() {}
    int a;
protected:
    int b;
private:
    int c;
};
  • 类成员拥有相同的访问权限（标准布局类型）
class Base
{
public:
    Base() {}
    int a;
    int b;
    int c;
};
  1. 在类或者结构体继承时，满足以下两种情况之一∶
  • 派生类中有非静态成员，基类中包含静态成员（或基类没有变量）。
  • 基类有非静态成员，而派生类没有非静态成员。
struct Base { static int a;};
struct Child: public Base{ int b;};          // ok
struct Base1 { int a;};
struct Child1: public Base1{ static int c;}; // ok
struct Child2:public Base, public Base1 { static int d;); // ok
struct Child3:public Base1{ int d;};         // error 有非静态和静态
struct Child4:public Base1, public Child     // error 基类有多个非静态
{
    static int num;
};

结论：

  1. 非静态成员只要同时出现在派生类和基类间，即不属于标准布局。
  2. 对于多重继承，一旦非静态成员出现在多个基类中，即使派生类中没有非静态成员变量，派生类也不属于标准布局。
  1. 子类中第一个非静态成员的类型与其基类不同。

此处基于G++编译器，如果使用VS的编译器和G++编译器得到的结果是不一样的。

struct Parent{};
struct Child : public Parent
{
    Parent p;	// 子类的第一个非静态成员
    int foo;
};

上面的例子中Child不是一个标准布局类型
因为它的第一个非静态成员变量p和父类的类型相同
改成下面这样子类就变成了一个标准布局类型：

struct Parent{};
struct Child1 : public Parent
{
    int foo;   // 子类的第一个非静态成员
    Parent p;	
};

这条规则对于我们来说是比较特别的，这样规定的目的主要是是节约内存，提高数据的读取效率。对于上面的两个子类Child和Child1来说它们的内存结构是不一样的
在基类没有成员的情况下：

  • C++标准允许标准布局类型（Child1）派生类的第一个成员foo与基类共享地址
    此时基类并没有占据任何的实际空间（可以节省一点数据）

  • 对于子类Child而言，如果子类的第一个成员仍然是基类类型
    C++标准要求类型相同的对象它们的地址必须不同（基类地址不能和子类中的变量 p 类型相同），此时需要分配额外的地址空间将二者的地址错开。

[C++11]_第2张图片

  1. 没有虚函数和虚基类。

  2. 所有非静态数据成员均符合标准布局类型，其基类也符合标准布局，这是一个递归的定义。

10.4 对 POD 类型的判断

如果我们想要判断某个数据类型是不是属于 POD 类型
可以使用C++11给我们提供的相关函数：

10.4.1 对“平凡”类型判断

C++11提供的类模板叫做 is_trivial，其定义如下：

template <class T> struct std::is_trivial;

std::is_trivial 的成员value 可以用于判断T的类型是否是一个平凡的类型（value 函数返回值为布尔类型）。
除了类和结构体外，is_trivial还可以对内置的标准类型数据（比如int、float都属于平凡类型）及数组类型（元素是平凡类型的数组总是平凡的）进行判断。

关于类型的判断，示例程序如下：

#include 
#include 
using namespace std;

class A {};
class B { B() {} };
class C : B {};
class D { virtual void fn() {} };
class E : virtual public A { };

int main() 
{
    cout << std::boolalpha; //通过这一句可以使value的输出从0/1,转换为false/true
    cout << "is_trivial:" << endl;
    cout << "int: " << is_trivial<int>::value << endl;
    cout << "A: " << is_trivial<A>::value << endl;
    cout << "B: " << is_trivial<B>::value << endl;
    cout << "C: " << is_trivial<C>::value << endl;
    cout << "D: " << is_trivial<D>::value << endl;
    cout << "E: " << is_trivial<E>::value << endl;
    return 0;
}

输出的结果：

is_trivial:
int: true
A: true
B: false
C: false
D: false
E: false
  • int ：内置标准数据类型，属于 trivial 类型
  • A ：拥有默认的构造和析构函数，属于 trivial 类型
  • B ：自定义了构造函数，因此不属于 trivial 类型
  • C ：基类中自定义了构造函数，因此不属于 trivial 类型(继承了B,B自定义了构造函数)
  • D ：类成员函数中有虚函数，因此不属于 trivial 类型
  • E ：继承关系中有虚基类，因此不属于 trivial 类型

10.4.2 对“标准布局”类型的判断

同样，在C++11中，我们可以使用模板类来帮助判断类型是否是一个标准布局的类型

其定义如下：

template <typename T> struct std::is_standard_layout;

通过 is_standard_layout模板类的成员 value（is_standard_layout∶∶value），我们可以在代码中打印出类型的标准布局属性，函数返回值为布尔类型。

示例程序:

// pod.cpp
#include 
#include 
using namespace std;

struct A { };
struct B : A { int j; };
struct C
{
public:
    int a;
private:
    int c;
};
struct D1 {  static int i; };
struct D2 {  int i; };
struct E1 { static int i; };
struct E2 { int i; };
struct D : public D1, public E1 { int a; };
struct E : public D1, public E2 { int a; };
struct F : public D2, public E2 { static int a; };
struct G : public A
{
    int foo;
    A a;
};
struct H : public A
{
    A a;
    int foo;
};

int main() 
{
    cout << std::boolalpha;
    cout << "is_standard_layout:" << std::endl;
    cout << "A: " << is_standard_layout<A>::value << endl;
    cout << "B: " << is_standard_layout<B>::value << endl;
    cout << "C: " << is_standard_layout<C>::value << endl;
    cout << "D: " << is_standard_layout<D>::value << endl;
    cout << "D1: " << is_standard_layout<D1>::value << endl;
    cout << "E: " << is_standard_layout<E>::value << endl;
    cout << "F: " << is_standard_layout<F>::value << endl;
    cout << "G: " << is_standard_layout<G>::value << endl;
    cout << "H: " << is_standard_layout<H>::value << endl;
    return 0;
}

VS2019输出的结果

is_standard_layout:
A: true
B: true
C: false
D: true
D1: true
E: false
F: false
	G: false
H: false

G++ 编译输出的结果:
编译命令

$ g++ pod.cpp -std=c++11

输出的结果

is_standard_layout:
A: true
B: true
C: false
D: true
D1: true
E: false
F: false
	G: true
H: false

关于输出的结果

  • A ：没有虚基类和虚函数，属于 standard_layout 类型
  • B ：没有虚基类和虚函数，属于 standard_layout 类型
  • C ：所有非静态成员访问权限不一致，不属于 standard_layout 类型
  • D ：基类和子类没有同时出现非静态成员变量，属于 standard_layout 类型
  • D1 ：没有虚基类和虚函数，属于 standard_layout 类型
  • E ：基类和子类中同时出现了非静态成员变量，不属于 standard_layout 类型
  • F ：多重继承中在基类里同时出现了非静态成员变量，不属于 standard_layout 类型
  • G ：使用的编译器不同，得到的结果也不同。
  • H ：子类中第一个非静态成员的类型与其基类类型不能相同，不属于 standard_layout 类型

10.5 总结

我们使用的很多内置类型默认都是 POD的。
POD 最为复杂的地方还是在类或者结构体的判断。
使用POD有什么好处呢？

  1. 字节赋值，代码中我们可以安全地使用 memset 和 memcpy 对 POD类型进行初始化和拷贝等操作。
  2. 提供对C内存布局兼容。C++程序可以与C 函数进行相互操作
    因为POD类型的数据在C与C++ 间的操作总是安全的。
  3. 保证了静态初始化的安全有效。静态初始化在很多时候能够提高程序的性能，而POD类型的对象初始化往往更加简单。

关于 POD 重在理解,以上

11. 非受限联合体

11.1 什么是非受限联合体

联合体又叫共用体，又将其称之为union，它的使用方式和结构体类似，可以在联合体内部定义多种不同类型的数据成员，但是这些数据会共享同一块内存空间（也就是如果对多个数据成员同时赋值会发生数据的覆盖）。
在某些特定的场景下，通过这种特殊的数据结构我们就可以实现内存的复用，从而达到节省内存空间的目的。

在C++11之前我们使用的联合体是有局限性的，主要有以下三点：

  1. 不允许联合体拥有非POD类型的成员
  2. 不允许联合体拥有静态成员
  3. 不允许联合体拥有引用类型的成员

在新的C++11标准中，取消了关于联合体对于数据成员类型的限定，规定任何非引用类型都可以成为联合体的数据成员，这样的联合体称之为非受限联合体（Unrestricted Union）

11.2 非受限联合体的使用

11.2.1 静态类型的成员

对于非受限联合体来说，静态成员有两种分别是静态成员变量和静态成员函数

看一下下面代码：

union Test
{
    int age;
    long id;
    // int& tmp = age; // error
    static char c;
    static int print()
    {
        cout << "c value: " << c << endl;
        return 0;
    }
};
char Test::c;
// char Test::c = 'a';

int main()
{
    Test t;
    Test t1;
    t.c = 'b';
    t1.c = 'c';
    t1.age = 666;
    cout << "t.c: " << t.c << endl;
    cout << "t1.c: " << t1.c << endl;
    cout << "t1.age: " << t1.age << endl;
    cout << "t1.id: " << t1.id << endl;
    t.print();
    Test::print();
    return 0;
}

执行程序输出的结果如下:

t.c: c
t1.c: c
t1.age: 666
t1.id: 666
c value: c
c value: c

接下来我们逐一分析一下上面的代码:

  • 第5行：语法错误，非受限联合体中不允许出现引用类型

  • 第6行：非受限联合体中的静态成员变量

    1. 需要在非受限联合体外部声明或者初始化之后才能使用
    2. 通过打印的结果可以发现t和t1对象共享这个静态成员变量（和类 class/struct 中的静态成员变量的使用是一样的）。

  • 第7行：非受限联合体中的静态成员函数

    1. 在静态函数print()只能访问非受限联合体Test中的静态变量，对于非静态成员变量（age、id）是无法访问的。
    2. 调用这个静态方法可以通过对象也可以通过类名实现。

  • 第24、25、26行：通过打印的结果可以得出结论在非受限联合体中静态成员变量和非静态成员变量使用的不是同一块内存。

11.2.2 非POD类型成员

在 C++11标准中会默认删除一些非受限联合体的默认函数。
比如，非受限联合体有一个非 POD 的成员，而该非 POD成员类型拥有 非平凡的构造函数，那么非受限联合体的默认构造函数将被编译器删除。
其他的特殊成员函数，例如默认拷贝构造函数、拷贝赋值操作符以及析构函数等，也将遵从此规则。

举例说明：

union Student
{
    int id;
    string name;
};

int main()
{
    Student s;
    return 0;
}

编译程序会看到如下的错误提示:

warning C4624: “Student”: 已将析构函数隐式定义为“已删除”
error C2280: “Student::Student(void)”: 尝试引用已删除的函数

上面代码中的非受限联合体Student中拥有一个非PDO类型的成员string name
string 类中有非平凡构造函数，因此Student的构造函数被删除（通过警告信息可以得知它的析构函数也被删除了）导致对象无法被成功创建出来。
解决这个问题的办法就是由自己为非受限联合体定义构造函数
在定义构造函数的时候我们需要用到定位放置 new 操作。

placement new

一般情况下，使用new申请空间时，是从系统的堆（heap）中分配空间，申请所得的空间的位置是根据当时的内存的实际使用情况决定的。
但是，在某些特殊情况下，可能需要在已分配的特定内存创建对象，这种操作就叫做placement new即定位放置 new。

定位放置new操作的语法形式不同于普通的new操作：

  • 使用new申请内存空间：Base* ptr = new Base;

  • 使用定位放置new申请内存空间：

ClassName* ptr = new (定位的内存地址)ClassName;

我们来看下面的示例程序:

#include 
using namespace std;

class Base
{
public:
    Base() {}
    ~Base() {}
    void print()
    {
        cout << "number value: " << number << endl;
    }
private:
    int number;
};

int main()
{
    int n = 100;
    Base* b = new (&n)Base;
    b->print();
    return 0;
}

程序运行输出的结果为:

number value: 100

在程序的new部分中，使用定位放置的方式为指针b申请了一块内存，也就是说此时指针 b 指向的内存地址和变量 n对应的内存地址是同一块（栈内存）
而在Base类中成员变量 number 的起始地址和Base对象的起始地址是相同的，所以打印出 number 的值为100也就是整形变量 n 的值。

最后，总结一下关于placement new的一些细节：

  1. 使用定位放置new操作，既可以在栈(stack)上生成对象，也可以在堆（heap）上生成对象，这取决于定位时指定的内存地址是在堆还是在栈上。
  2. 从表面上看，定位放置new操作是申请空间，其本质是利用已经申请好的空间，真正的申请空间的工作是在此之前完成的。
  3. 使用定位放置new 创建对象时会自动调用对应类的构造函数，但是由于对象的空间不会自动释放，如果需要释放堆内存必须显示调用类的析构函数。
  4. 使用定位放置new操作，我们可以反复动态申请到同一块堆内存，这样可以避免内存的重复创建销毁，从而提高程序的执行效率（比如网络通信中数据的接收和发送）。

自定义非受限联合体构造函数

掌握了placement new的使用，通过一段程序演示一下如何在非受限联合体中自定义构造函数：

class Base
{
public:
    void setText(string str)
    {
        notes = str;
    }
    void print()
    {
        cout << "Base notes: " << notes << endl;
    }
private:
    string notes;
};

union Student
{
    Student()
    {
        new (&name)string;
    }
    ~Student() {}

    int id;
    Base tmp;
    string name;
};

int main()
{
    Student s;
    s.name = "蒙奇·D·路飞";
    s.tmp.setText("我是要成为海贼王的男人!");
    s.tmp.print();
    cout << "Student name: " << s.name << endl;
    return 0;
}

程序打印的结果如下：

Base notes: 我是要成为海贼王的男人!
Student name: 我是要成为海贼王的男人!

我们在上面的程序里边给非受限制联合体显示的指定了构造函数和析构函数
在程序的第31行 (Student s;) 需要创建一个非受限联合体对象，这时便调用了联合体内部的构造函数，在构造函数的第20行通过定位放置 new 的方式将构造出的对象地址定位到了联合体的成员string name的地址上了
这样联合体内部其他非静态成员也就可以访问这块地址了（通过输出的结果可以看到对联合体内的tmp对象赋值，会覆盖name对象中的数据）。

匿名的非受限联合体
一般情况下我们使用的非受限联合体都是具名的（有名字），但是我们也可以定义匿名的非受限联合体，一个比较实用的场景就是配合着类的定义使用。设定一个场景：

进行村内人口普查，人员的登记方式如下：
    - 学生只需要登记所在学校的编号
    - 本村学生以外的人员需要登记其身份证号码
    - 本村外来人员需要登记户口所在地+联系方式

// 外来人口信息
struct Foreigner
{
    Foreigner(string s, string ph) : addr(s), phone(ph) {}
    string addr;
    string phone;
};

// 登记人口信息
class Person
{
public:
    enum class Category : char {Student, Local, Foreign};
    Person(int num) 
    		: number(num), type(Category::Student) {}
    Person(string id) 
    		: idNum(id), type(Category::Local) {}
    Person(string addr, string phone) 
		: foreign(addr, phone), type(Category::Foreign) {}
    ~Person() {}

    void print()
    {
        cout << "Person category: " << (int)type << endl;
        switch (type)
        {
        case Category::Student:
            cout << "Student school number: " << number << endl;
            break;
        case Category::Local:
            cout << "Local people ID number: " << idNum << endl;
            break;
        case Category::Foreign:
            cout << "Foreigner address: " << foreign.addr
                << ", phone: " << foreign.phone << endl;
            break;
        default:
            break;
        }
    }

private:
    Category type;
    union
    {
        int number;
        string idNum;
        Foreigner foreign;
    };
};

int main()
{
    Person p1(9527);
    Person p2("1101122022X");
    Person p3("砂隐村村北", "1301810001");
    p1.print();
    p2.print();
    p3.print();
    return 0;
}

程序输出的结果：

Person category: 0
Student school number: 9527
Person category: 1
Local people ID number: 1101122022X
Person category: 2
Foreigner address: 砂隐村村北, phone: 1301810001

根据需求我们将木叶村的人口分为了三类并通过枚举记录了下来，在Person类中添加了一个匿名的非受限联合体用来存储人口信息，仔细分析之后就会发现这种处理方式的优势非常明显：
尽可能地节省了内存空间。

  • Person类可以直接访问匿名非受限联合体内部的数据成员。

  • 不使用匿名非受限联合体申请的内存空间等于 number、 idNum 、 foreign 三者内存之和。

  • 使用匿名非受限联合体之后number、 idNum 、 foreign 三者共用同一块内存。

12. 强枚举类型

12.1 枚举

12.1.1 枚举的使用

枚举类型是C及C++中一个基本的内置类型，不过也是一个有点”奇怪”的类型。从枚举的本意上来讲，就是要定义一个类别，并穷举同一类别下的个体以供代码中使用。
由于枚举来源于C，所以出于设计上的简单的目的，枚举值常常是对应到整型数值的一些名字

比如：

// 匿名枚举
enum {Red, Green, Blue};
// 有名枚举
enum Colors{Red, Green, Blue};

在枚举类型中的枚举值编译器会默认从0开始赋值，而后依次向下递增，也就是说
Red=0，Green=1，Blue=2。

12.1.2 枚举的缺陷

C/C++的enum有个很”奇怪” 的设定，就是具名（有名字）的enum类型的名字，以及 enum 的成员的名字都是全局可见的
这与 C++中具名的 namespace、class/struct 及 union 必须通过名字::成员名的方式访问相比是格格不入的，编码过程中一不小心程序员就容易遇到问题。

比如∶

enum China {Shanghai, Dongjing, Beijing, Nanjing};
enum Japan {Dongjing, Daban, Hengbin, Fudao};

上面定义的两个枚举在编译的时候，编译器会报错，具体信息如下：

error C2365: “Dongjing”: 重定义；以前的定义是“枚举数”

错误的原因上面也提到了，在这两个具名的枚举中Dongjing是全局可见的，所有编译器就会提示其重定义了。

另外，由于C中枚举被设计为常量数值的”别名”的本性，所以枚举的成员总是可以被隐式地转换为整型，但是很多时候我们并不想这样。

12.2 强类型枚举

12.2.1 优势

针对枚举的缺陷，C++11标准引入了一种新的枚举类型，即枚举类，又称强类型枚举（strong-typed enum）

声明强类型枚举非常简单，只需要在 enum 后加上关键字 class。

// 定义强类型枚举
enum class Colors{Red, Green, Blue};

强类型枚举具有以下几点优势∶

  • 强作用域，强类型枚举成员的名称不会被输出到其父作用域空间。

    • 强类型枚举只能是有名枚举，如果是匿名枚举会导致枚举值无法使用（因为没有作用域名称）。

  • 转换限制，强类型枚举成员的值不可以与整型隐式地相互转换。

  • 可以指定底层类型。强类型枚举默认的底层类型为 int，但也可以显式地指定底层类型，
具体方法为在枚举名称后面加上∶type，其中 type 可以是除 wchar_t 以外的任何整型。比如:

enum class Colors :char { Red, Green, Blue };

wchar_t 是什么?

双字节类型，或宽字符类型，是C/C++的一种扩展的存储方式，一般为16位或32位，所能表示的字符数远超char型。
主要用在国际化程序的实现中，但它不等同于 unicode 编码。unicode 编码的字符一般以wchar_t类型存储。

了解了强类型枚举的优势之后，看一段程序：

enum class China { Shanghai, Dongjing, Beijing, Nanjing, };
enum class Japan:char { Dongjing, Daban, Hengbin, Fudao };
int main()
{
    int m = Shanghai;           // error
    int n = China::Shanghai;    // error
    if ((int)China::Beijing >= 2)
    {
    	cout << "ok!" << endl;
    }
    cout << "size1: " << sizeof(China::Dongjing) << endl;
    cout << "size2: " << sizeof(Japan::Dongjing) << endl;
    return 0;
}
  • 第5行：该行的代码有两处错误
    1. 强类型枚举属于强作用于类型，不能直接使用，枚举值前必须加枚举类型
    2. 强类型枚举不会进行隐式类型转换，因此枚举值不能直接给int行变量赋值（虽然强类型枚举的枚举值默认就是整形，但其不能作为整形使用）。
  • 第6行：语法错误，将强类型枚举值作为整形使用，此处不会进行隐式类型转换
  • 第7行：语法正确，强类型枚举值在和整数比较之前做了强制类型转换。
  • 第11行：打印的结果为4，强类型枚举底层类型值默认为int，因此占用的内存是4个字节
  • 第12行：打印的结果为1，显示指定了强类型枚举值的类型为char，因此占用的内存大小为1个字节，这样我们就可以节省更多的内存空间了。

12.2.2 对原有枚举的扩展

相比于原来的枚举，强类型枚举更像是一个属于C++的枚举。
但为了配合新的枚举类型，C++11还对原有枚举类型进行了扩展：

原有枚举类型的底层类型在默认情况下，仍然由编译器来具体指定实现。
但也可以跟强类型枚举类一样，显式地由我们来指定。
其指定的方式跟强类型枚举一样，都是枚举名称后面加上∶type

enum Colors : char { Red, Green, Blue };

关于作用域，在C++11中，枚举成员的名字除了会自动输出到父作用域，也可以在枚举类型定义的作用域内有效。比如：

enum Colors : char { Red, Green, Blue };
int main()
{
    Colors c1 = Green;          // C++11以前的用法
    Colors c2 = Colors::Green;  // C++11的扩展语法
    return 0;
}

上面程序中第4、5行的写法都是合法的。

我们在声明强类型枚举的时候，也可以使用关键字enum struct。
enum struct 和 enum class 在语法上没有任何区别（enum class 的成员没有公有私有之分，也不会使用模板来支持泛化的声明 ）。

*13. 单列模式

这并不属于C++11单独涉及到的区域,只是做一个小补充

一个类只能创建一个对象，即单例模式，该模式可以保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，该实例被所有程序模块共享。
使用样例：内存池的申请

13.1 饿汉模式

特点：

一main函数前就创造对象，程序启动时就创建一个唯一的实例对象

缺点：

  1. 由于初始化在main函数之前，这样的类数据过多，会使得启动慢；

  2. 多个单例类有初始化依赖关系，饿汉模式无法控制类的初始化先后关系

class InfoSingleton
{
public:
	static InfoSingleton& GetInstance()
	{
		return _sins;
	}
 
	void Insert(string name, int money)
	{
		_info[name] = money;
	}
 
	void Print()
	{
		for (auto kv : _info)
		{
			cout << kv.first << " " << kv.second << endl;
		}
	}
 
private:
	InfoSingleton()
	{}
 
	InfoSingleton(const InfoSingleton& info) = delete;
 
	InfoSingleton& operator=(const InfoSingleton& info) = delete;
 
	map<string, int> _info;
 
private:
	static InfoSingleton _sins;
};
 
InfoSingleton InfoSingleton::_sins;
 
int main()
{
	InfoSingleton::GetInstance().Insert("张三", 1000);
	InfoSingleton& info = InfoSingleton::GetInstance();
	info.Insert("李四", 100);
	//InfoSingleton copy = InfoSingleton::GetInstance(); //拷贝构造
	//copy.Insert("***", 10000);
	return 0;
}

13.2 懒汉模式

如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件，初始化网络连接，读取文件等等，而有可能该对象程序运行时不会用到，那么也要在程序一开始就进行初始化，就会导致程序启动时非常的缓慢。
这种情况使用懒汉模式（延迟加载）更好。
如果类之间存在依赖关系，也可以使用懒汉模式（延迟加载）。

懒汉模式特点

  1. 只创建一次，并且在main函数调用之后创建。

  2. 有线程安全问题，C++11可以解决。

  3. 饿汉模式不需要注意线程安全问题，在main调用之前就已存在，没有所谓的线程可以创建其他的对象。

template<class Lock>
class LockGuard
{
public:
	LockGuard(Lock& lk)
		:_lk(lk)
	{
		_lk.lock();
	}
 
	~LockGuard()
	{
		_lk.unlock();
	}
 
private:
	Lock& _lk;
};
 
class _InfoSingleton
{
public:
	//线程安全问题,多线程一起调用创建对象
	static _InfoSingleton& GetInstance()
	{
		//双检查增加效率
		if (_psins == nullptr) {
			LockGuard<mutex> lock(*_smtx);
			if (_psins == nullptr)
			{
				_psins = new _InfoSingleton;
			}
		}
		return *_psins;
	}
 
	void Insert(string name, int money)
	{
		_info[name] = money;
	}
 
	void Print()
	{
		for (auto kv : _info)
		{
			cout << kv.first << " " << kv.second << endl;
		}
	}
 
private:
	_InfoSingleton()
	{}
 
	_InfoSingleton(const _InfoSingleton& info) = delete;
 
	_InfoSingleton& operator=(const _InfoSingleton& info) = delete;
 
	map<string, int> _info;
 
private:
	static _InfoSingleton* _psins;
	static mutex* _smtx;
};
 
static _InfoSingleton* _psins = nullptr;
static mutex* _smtx;

懒汉模式需要注意线程安全问题，所以我们在类中需要有一个唯一的锁，确保判断时是串行访问

每次都先加锁再进行判断是否为空，非常低效
所以我们需要双判断，第一次判断是为了抛去已经创建过的节省加锁的时间，第二次判断是为了创建对象使用的，而锁夹在中间确保第二次的判断是串行的。

单例对象释放问题

  1. 一般而言单例类不需要释放内存，因为单例出现的环境就是全局的，它的目的就是陪到进程执行到最后，进程结束后，操作系统也会将这一部分的资源回收。

  2. 如果有一定要求，我们可以手写出析构

你可能感兴趣的:(c++)

  • c++ 的iostream 和 c++的stdio的区别和联系 黄卷青灯77 c++算法开发语言iostreamstdio
    在C++中，iostream和C语言的stdio.h都是用于处理输入输出的库，但它们在设计、用法和功能上有许多不同。以下是两者的区别和联系：区别1.编程风格iostream（C++风格）：C++标准库中的输入输出流类库，支持面向对象的输入输出操作。典型用法是cin（输入）和cout（输出），使用>操作符来处理数据。更加类型安全，支持用户自定义类型的输入输出。#includeintmain(){in
  • 【JS】执行时长(100分) |思路参考+代码解析（C++） l939035548 JS算法数据结构c++
    题目为了充分发挥GPU算力，需要尽可能多的将任务交给GPU执行，现在有一个任务数组，数组元素表示在这1秒内新增的任务个数且每秒都有新增任务。假设GPU最多一次执行n个任务，一次执行耗时1秒，在保证GPU不空闲情况下，最少需要多长时间执行完成。题目输入第一个参数为GPU一次最多执行的任务个数，取值范围[1,10000]第二个参数为任务数组长度，取值范围[1,10000]第三个参数为任务数组，数字范围
  • 基于CODESYS的多轴运动控制程序框架：逻辑与运动控制分离，快速开发灵活操作 GPJnCrbBdl python开发语言
    基于codesys开发的多轴运动控制程序框架，将逻辑与运动控制分离，将单轴控制封装成功能块，对该功能块的操作包含了所有的单轴控制（归零、点动、相对定位、绝对定位、设置当前位置、伺服模式切换等等）。程序框架由主程序按照状态调用分归零模式、手动模式、自动模式、故障模式，程序状态的跳转都已完成，只需要根据不同的工艺要求完成所需的动作即可。变量的声明、地址的规划都严格按照C++的标准定义，能帮助开发者快速
  • C++ | Leetcode C++题解之第409题最长回文串 Ddddddd_158 经验分享C++Leetcode题解
    题目：题解：classSolution{public:intlongestPalindrome(strings){unordered_mapcount;intans=0;for(charc:s)++count[c];for(autop:count){intv=p.second;ans+=v/2*2;if(v%2==1andans%2==0)++ans;}returnans;}};
  • C++菜鸟教程 - 从入门到精通 第二节 DreamByte c++
    一.上节课的补充(数据类型)1.前言继上节课,我们主要讲解了输入,输出和运算符,我们现在来补充一下数据类型的知识上节课遗漏了这个知识点,非常的抱歉顺便说一下,博主要上高中了,更新会慢,2-4周更新一次对了,正好赶上中秋节,小编跟大家说一句:中秋节快乐!2.int类型上节课,我们其实只用了int类型int类型,是整数类型,它们存贮的是整数,不能存小数(浮点数)定义变量的方式很简单inta;//定义一
  • Java面试题精选：消息队列(二) 芒果不是芒 Java面试题精选javakafka
    一、Kafka的特性1.消息持久化：消息存储在磁盘，所以消息不会丢失2.高吞吐量：可以轻松实现单机百万级别的并发3.扩展性：扩展性强，还是动态扩展4.多客户端支持：支持多种语言（Java、C、C++、GO、）5.KafkaStreams（一个天生的流处理）:在双十一或者销售大屏就会用到这种流处理。使用KafkaStreams可以快速的把销售额统计出来6.安全机制：Kafka进行生产或者消费的时候会
  • C++ lambda闭包消除类成员变量 barbyQAQ c++c++java算法
    原文链接：https://blog.csdn.net/qq_51470638/article/details/142151502一、背景在面向对象编程时，常常要添加类成员变量。然而类成员一旦多了之后，也会带来干扰。拿到一个类，一看成员变量好几十个，就问你怕不怕？二、解决思路可以借助函数式编程思想，来消除一些不必要的类成员变量。三、实例举个例子：classClassA{public:...intfu
  • 2021 CCF 非专业级别软件能力认证第一轮（CSP-J1）入门级C++语言试题 （第三大题：完善程序 代码） mmz1207 c++csp
    最近有一段时间没更新了，在准备CSP考试，请大家见谅。（1）有n个人围成一个圈，依次标号0到n-1。从0号开始，依次0，1，0，1...交替报数，报到一的人离开，直至圈中剩最后一个人。求最后剩下的人的编号。#includeusingnamespacestd;intf[1000010];intmain(){intn;cin>>n;inti=0,cnt=0,p=0;while(cnt#includeu
  • 《 C++ 修炼全景指南：九 》打破编程瓶颈！掌握二叉搜索树的高效实现与技巧 Lenyiin C++修炼全景指南技术指南c++算法stl
    摘要本文详细探讨了二叉搜索树（BinarySearchTree,BST）的核心概念和技术细节，包括插入、查找、删除、遍历等基本操作，并结合实际代码演示了如何实现这些功能。文章深入分析了二叉搜索树的性能优势及其时间复杂度，同时介绍了前驱、后继的查找方法等高级功能。通过自定义实现的二叉搜索树类，读者能够掌握其实际应用，此外，文章还建议进一步扩展为平衡树（如AVL树、红黑树）以优化极端情况下的性能退化。
  • 20个新手学习c++必会的程序 输出*三角形、杨辉三角等（附代码） X_StarX c++学习算法大学生开发语言数据结构
    示例1:HelloWorld#includeusingnamespacestd;intmain(){coutusingnamespacestd;intmain(){inta=5;intb=10;intsum=a+b;coutusingnamespacestd;intfactorial(intn){if(nusingnamespacestd;voidprintFibonacci(intn){intt
  • C++八股 Petrichorzncu 八股总结c++开发语言
    这里写目录标题C++内存管理C++的构造函数，复制构造函数，和析构函数深复制与浅复制：构造函数和析构函数哪个能写成虚函数，为什么？C++数据结构内存排列结构体和类占用的内存：==虚函数和虚表的原理==虚函数虚表（Vtable）虚函数和虚表的实现细节==内存泄漏==指针的工作原理函数的传值和传址new和delete与malloc和freeC++内存区域划分C++11新特性C++常见新特性==智能指针
  • 【2022 CCF 非专业级别软件能力认证第一轮（CSP-J1）入门级 C++语言试题及解析】 汉子萌萌哒 CCFnoi算法数据结构c++
    一、单项选择题(共15题，每题2分，共计30分；每题有且仅有一个正确选项)1.以下哪种功能没有涉及C++语言的面向对象特性支持：()。A.C++中调用printf函数B.C++中调用用户定义的类成员函数C.C++中构造一个class或structD.C++中构造来源于同一基类的多个派生类题目解析【解析】正确答案:AC++基础知识，面向对象和类有关，类又涉及父类、子类、继承、派生等关系，printf
  • 《 C++ 修炼全景指南：十 》自平衡的艺术：深入了解 AVL 树的核心原理与实现 Lenyiin C++修炼全景指南技术指南c++数据结构stl
    摘要本文深入探讨了AVL树（自平衡二叉搜索树）的概念、特点以及实现细节。我们首先介绍了AVL树的基本原理，并详细分析了其四种旋转操作，包括左旋、右旋、左右双旋和右左双旋，阐述了它们在保持树平衡中的重要作用。接着，本文从头到尾详细描述了AVL树的插入、删除和查找操作，配合完整的代码实现和详尽的注释，使读者能够全面理解这些操作的执行过程。此外，我们还提供了AVL树的遍历方法，包括中序、前序和后序遍历，
  • JAVA学习笔记之23种设计模式学习 victorfreedom Java技术设计模式androidjava常用设计模式
    博主最近买了《设计模式》这本书来学习，无奈这本书是以C++语言为基础进行说明，整个学习流程下来效率不是很高，虽然有的设计模式通俗易懂，但感觉还是没有充分的掌握了所有的设计模式。于是博主百度了一番，发现有大神写过了这方面的问题，于是博主迅速拿来学习。一、设计模式的分类总体来说设计模式分为三大类：创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。结构型模式，共七种：适配器
  • c++ opencv4.3 sift匹配 图像处理大大大大大牛啊 图像处理opencv实战代码讲解opencvsiftc++opencv4特征点
    c++opencv4.3sift匹配main.cppintmain(){vectorkeypoints1,keypoints2;Matimg1,img2,descriptors1,descriptors2;intnumF
  • 《 C++ 修炼全景指南：四 》揭秘 C++ List 容器背后的实现原理，带你构建自己的双向链表 Lenyiin 技术指南C++修炼全景指南c++list链表stl
    本篇博客，我们将详细讲解如何从头实现一个功能齐全且强大的C++List容器，并深入到各个细节。这篇博客将包括每一步的代码实现、解释以及扩展功能的探讨，目标是让初学者也能轻松理解。一、简介1.1、背景介绍在C++中，std::list是一个基于双向链表的容器，允许高效的插入和删除操作，适用于频繁插入和删除操作的场景。与动态数组不同，list允许常数时间内的插入和删除操作，支持双向遍历。这篇文章将详细
  • c++ 内存处理函数 heeheeai c++开发语言
    在C语言的头文件中，memcpy和memmove函数都用于复制内存块，但它们在处理内存重叠方面存在关键区别：内存重叠:memcpy函数不保证在源内存和目标内存区域重叠时能够正确复制数据。如果内存区域重叠，memcpy的行为是未定义的，可能会导致数据损坏或程序崩溃。memmove函数能够安全地处理源内存和目标内存区域重叠的情况。它会确保在复制过程中不会覆盖尚未复制的数据，从而保证数据的完整性。效率:
  • 【c++基础概念深度理解——堆和栈的区别，并实现堆溢出和栈溢出】 XWWW668899 C++基本概念c++c语言开发语言青少年编程
    文章目录概要技术名词解释栈溢出和堆溢出小结概要学习C++语言，避免不了要好好理解一下堆（Heap）和栈（Stack），有助于更好地管理内存，以及如何写出一段程序“成功实现”堆溢出和栈溢出。技术名词解释理解东西最快的方式是根据自己目前能理解的词语去关联新的概念，不断的纠正，向正确的深度理解靠近，当无限接近的时候也就理解了想要理解的概念。我们经常说堆栈，把这两个名词放到一起。其实，堆是堆，栈是栈，两种
  • C++常见知识掌握 nfgo c++开发语言
    1.Linux软件开发、调试与维护内核与系统结构Linux内核是操作系统的核心，负责管理硬件资源，提供系统服务，它是系统软件与硬件之间的桥梁。主要组成部分包括：进程管理：内核通过调度器分配CPU时间给各个进程，实现进程的创建、调度、终止等操作。使用进程描述符（task_struct）来存储进程信息，包括状态（就绪、运行、阻塞等）、优先级、内存映射等。内存管理：包括物理内存和虚拟内存管理。通过页表映
  • metaRTC5.0 API编程指南(一) metaRTC metaRTCc++c语言webrtc
    概述metaRTC5.0版本API进行了重构，本篇文章将介绍webrtc传输调用流程和例子。metaRTC5.0版本提供了C++和纯C两种接口。纯C接口YangPeerConnection头文件:include/yangrtc/YangPeerConnection.htypedefstruct{void*conn;YangAVInfo*avinfo;YangStreamConfigstreamco
  • sublime个人设置 bawangtianzun sublimetext编辑器
    如何拥有jiangly蒋老师同款编译器(sublimec++配置竞赛向）_哔哩哔哩_bilibiliSublimeText4的安装教程（新手竞赛向）-知乎(zhihu.com)创建文件自动保存为c++打开SublimeText软件。转到"Tools"（工具）>"Developer"（开发者）>"NewPlugin"（新建插件）。在打开的新文件中，粘贴以下代码：importsublimeimport
  • Rust是否会取代C/C++？Rust与C/C++的较量 AI与编程之窗 源码编译与开发rustc语言c++内存安全并发编程代码安全性能优化
    目录引言第一部分：Rust语言的优势内存安全性并发性性能社区和生态系统的成长第二部分：C/C++语言的优势和地位历史积淀和成熟度广泛的库和工具支持性能优化和硬件控制丰富的行业应用社区和行业支持第三部分：挑战和阻碍学习曲线现有代码库的迁移成本生态系统和工具链的完善度社区和人才培养行业应用和推广法规和标准化第四部分：未来趋势和可能性行业趋势教育和人才培养兼容和共存行业标准化企业支持和应用开源社区和生态
  • python可以制作大型游戏_python能做游戏吗-python能开发游戏吗 靖dede python可以制作大型游戏
    python可以写游戏，但不适合。下面我们来分析一下具体原因。用锤子能造汽车吗？谁也没法说不能吧？历史上也确实曾经有些汽车，是用锤子造出来的。但一般来说，还是用工业机器人更合适对吗？比较大型的，使用Python的游戏有两个，一个是《EVE》，还有一个是《文明》。但这仅仅是个例，没有广泛意义。一般来说，用来做游戏的语言，有两种。一是C++。。一是C#。。Python理论上，不仅不适合做游戏，而是只要
  • Python开发游戏？也太好用了吧 七步编程 工具Githubpythonpython游戏开发语言
    程序员宝藏库：https://gitee.com/sharetech_lee/CS-Books-Store当然可以啦！现在日常能够用到和想到的场景，绝大多数都可以用Python实现。效果怎么样暂且不提，但是得益于丰富的第三方工具包，的确让Python能够很容易处理各种各样的场景。对于游戏开发也是这样，如果真的要想商业化，Python在游戏开发方面肯定没办法和C++相提并论，但是如果用于日常学习和自
  • Go编程语言前景怎么样？参加培训好就业吗 QFdongdong
    Go语言专门针对多处理器系统应用程序的编程进行了优化，使用Go编译的程序可以媲美C或C++代码的速度，而且更加安全、支持并行进程。不仅可以开发web,可以开发底层，目前知乎就是用golang开发。区块链首选语言就是go,以-太坊，超级账本都是基于go语言，还有go语言版本的btcd.Go的目标是希望提升现有编程语言对程序库等依赖性(dependency)的管理，这些软件元素会被应用程序反复调用。由
  • OpenCV图像处理技术（Python）——入门 森屿_ opencv
    ©FuXianjun.AllRightsReserved.OpenCV入门图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息的重要手段，OpenCV作为一个开源的计算机视觉库，它包括几百个易用的图像成像和视觉函数，既可以用于学术研究，也可用于工业邻域，它于1999年由因特尔的GaryBradski启动，OpenCV库主要由C和C++语言编写，它可以在多个操作系统上运行。1.1图像处理基本操作
  • linux gcc 格式,Linux下gcc与gdb简介 神奇的战士 linuxgcc格式
    gcc编译器可以将C、C++等语言源程序、汇编程序编译、链接成可执行程序。gdb是GNU开发的一个Unix/Linux下强大的程序调试工具。linux下没有后缀名的概念。但gcc根据文件的后缀来区别输入文件的类别：.cC语言源代码文件.a由目标文件构成的库文件.C、.cc、.cppC++源码文件.h头文件.i经过预处理之后的C语言文件.ii经过预处理之后的C++文件.o编译后的目标文件.s汇编源码
  • 浅谈openresty 爱编码的钓鱼佬 nginxopenresty运维
    熟悉了nginx后再来看openresty，不得不说openresty是比较优秀的。对nginx和openresty的历史等在这此就不介绍了。首先对标nginx，自然有优劣一、开发难度nginx：毫无疑问nginx的开发难度比较高，需要扎实的c/c++基础，而且还需要对nginx源码比较熟悉，开发效率慢，比如实现一个类似echo的功能，至少要上百行代码。而openresty只需要一句ngx.say
  • Lua 与 C#交互 z2014z luac#开发语言
    Lua与C#交互前提Lua是一种嵌入式脚本语言，Lua的解释器是用C编写的，因此可以方便的与C/C++进行相互调用。轻量级Lua语言的官方版本只包括一个精简的核心和最基本的库，这使得Lua体积小、启动速度快，也适合嵌入在别的程序里。交互过程C#调用Lua:由C#文件调用Lua解析器底层dll库（由C语言编写），再由dll文件执行相应的Lua文件。Lua调用C#：1、Wrap方式：首先生成C#源文件
  • Java【泛型】 SkyrimCitadelValinor Java基础java
    Java泛型的概述不同类的数据如果封装方法相同，不必为每一种类单独定义一个类，只需定义一个泛型类，减少类的声明，提高编程效率。通过准确定义泛型类，可避免对象类型转换时产生的错误。泛型又提供了一种类型安全检测机制，只有数据类型相匹配的变量才能正常的赋值，否则编译器就不通过。Java中的泛型与C++类模板的作用相同，但是编译方式不同，Java泛型类只会生成一部分目标代码，牺牲运行速度，而C++的类模板
  • java工厂模式 3213213333332132 java抽象工厂
    工厂模式有 1、工厂方法 2、抽象工厂方法。 下面我的实现是抽象工厂方法, 给所有具体的产品类定一个通用的接口。 package 工厂模式; /** * 航天飞行接口 * * @Description * @author FuJianyong * 2015-7-14下午02:42:05 */ public interface SpaceF
  • nginx频率限制+python测试 ronin47 nginx 频率 python
           部分内容参考：http://www.abc3210.com/2013/web_04/82.shtml 首先说一下遇到这个问题是因为网站被攻击，阿里云报警，想到要限制一下访问频率，而不是限制ip（限制ip的方案稍后给出）。nginx连接资源被吃空返回状态码是502，添加本方案限制后返回599，与正常状态码区别开。步骤如下：
  • java线程和线程池的使用 dyy_gusi ThreadPoolthreadRunnabletimer
    java线程和线程池 一、创建多线程的方式     java多线程很常见，如何使用多线程，如何创建线程，java中有两种方式，第一种是让自己的类实现Runnable接口，第二种是让自己的类继承Thread类。其实Thread类自己也是实现了Runnable接口。具体使用实例如下： 1、通过实现Runnable接口方式 1 2
  • Linux 171815164 linux
    ubuntu kernel http://kernel.ubuntu.com/~kernel-ppa/mainline/v4.1.2-unstable/ 安卓sdk代理 mirrors.neusoft.edu.cn        80 输入法和jdk sudo apt-get install fcitx su
  • Tomcat JDBC Connection Pool g21121 Connection
           Tomcat7 抛弃了以往的DBCP 采用了新的Tomcat Jdbc Pool 作为数据库连接组件，事实上DBCP已经被Hibernate 所抛弃，因为他存在很多问题，诸如：更新缓慢，bug较多，编译问题，代码复杂等等。        Tomcat Jdbc P
  • 敲代码的一点想法 永夜-极光 java随笔感想
                  入门学习java编程已经半年了,一路敲代码下来,现在也才1w+行代码量,也就菜鸟水准吧,但是在整个学习过程中,我一直在想,为什么很多培训老师,网上的文章都是要我们背一些代码?比如学习Arraylist的时候,教师就让我们先参考源代码写一遍,然
  • jvm指令集 程序员是怎么炼成的 jvm 指令集
    转自：http://blog.csdn.net/hudashi/article/details/7062675#comments       将值推送至栈顶时 const ldc  push   load指令 const系列 该系列命令主要负责把简单的数值类型送到栈顶。(从常量池或者局部变量push到栈顶时均使用) 0x02 &nbs
  • Oracle字符集的查看查询和Oracle字符集的设置修改 aijuans oracle
    本文主要讨论以下几个部分：如何查看查询oracle字符集、 修改设置字符集以及常见的oracle utf8字符集和oracle exp 字符集问题。 一、什么是Oracle字符集 Oracle字符集是一个字节数据的解释的符号集合,有大小之分,有相互的包容关系。ORACLE 支持国家语言的体系结构允许你使用本地化语言来存储，处理，检索数据。它使数据库工具，错误消息，排序次序，日期，时间，货
  • png在Ie6下透明度处理方法 antonyup_2006 css浏览器FirebugIE
    由于之前到深圳现场支撑上线，当时为了解决个控件下载，我机器上的IE8老报个错，不得以把ie8卸载掉，换个Ie6,问题解决了，今天出差回来，用ie6登入另一个正在开发的系统，遇到了Png图片的问题，当然升级到ie8(ie8自带的开发人员工具调试前端页面JS之类的还是比较方便的，和FireBug一样，呵呵)，这个问题就解决了，但稍微做了下这个问题的处理。 我们知道PNG是图像文件存储格式，查询资
  • 表查询常用命令高级查询方法(二) 百合不是茶 oracle分页查询分组查询联合查询
    ----------------------------------------------------分组查询 group by    having   --平均工资和最高工资   select avg(sal)平均工资,max(sal)  from emp ;  --每个部门的平均工资和最高工资
  • uploadify3.1版本参数使用详解 bijian1013 JavaScriptuploadify3.1
    使用：     绑定的界面元素<input id='gallery'type='file'/>$("#gallery").uploadify({设置参数，参数如下}); 设置的属性： id: jQuery(this).attr('id'),//绑定的input的ID langFile: 'http://ww
  • 精通Oracle10编程SQL(17)使用ORACLE系统包 bijian1013 oracle数据库plsql
    /* *使用ORACLE系统包 */ --1.DBMS_OUTPUT --ENABLE:用于激活过程PUT,PUT_LINE,NEW_LINE,GET_LINE和GET_LINES的调用 --语法：DBMS_OUTPUT.enable(buffer_size in integer default 20000); --DISABLE:用于禁止对过程PUT,PUT_LINE,NEW
  • 【JVM一】JVM垃圾回收日志 bit1129 垃圾回收
    将JVM垃圾回收的日志记录下来，对于分析垃圾回收的运行状态，进而调整内存分配(年轻代，老年代，永久代的内存分配)等是很有意义的。JVM与垃圾回收日志相关的参数包括： -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc -XX:+PrintGC 通
  • Toast使用 白糖_ toast
    Android中的Toast是一种简易的消息提示框，toast提示框不能被用户点击，toast会根据用户设置的显示时间后自动消失。     创建Toast 两个方法创建Toast makeText(Context context, int resId, int duration)     参数：context是toast显示在
  • angular.identity boyitech AngularJSAngularJS API
    angular.identiy 描述: 返回它第一参数的函数. 此函数多用于函数是编程. 使用方法: angular.identity(value); 参数详解: Param Type Details value * to be returned. 返回值: 传入的value 实例代码: <!DOCTYPE HTML>
  • java-两整数相除，求循环节 bylijinnan java
    import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class CircleDigitsInDivision { /** * 题目：求循环节，若整除则返回NULL，否则返回char*指向循环节。先写思路。函数原型：char*get_circle_digits(unsigned k,unsigned j)
  • Java 日期 周 年 Chen.H javaC++cC#
    /** * java日期操作(月末、周末等的日期操作) * * @author * */ public class DateUtil { /** */ /** * 取得某天相加(减)後的那一天 * * @param date * @param num *
  • [高考与专业]欢迎广大高中毕业生加入自动控制与计算机应用专业 comsci 计算机
          不知道现在的高校还设置这个宽口径专业没有,自动控制与计算机应用专业,我就是这个专业毕业的,这个专业的课程非常多,既要学习自动控制方面的课程,也要学习计算机专业的课程,对数学也要求比较高.....如果有这个专业,欢迎大家报考...毕业出来之后,就业的途径非常广.....      以后
  • 分层查询（Hierarchical Queries） daizj oracle递归查询层次查询
    Hierarchical Queries If a table contains hierarchical data, then you can select rows in a hierarchical order using the hierarchical query clause: hierarchical_query_clause::= start with condi
  • 数据迁移 daysinsun 数据迁移
    最近公司在重构一个医疗系统，原来的系统是两个.Net系统，现需要重构到java中。数据库分别为SQL Server和Mysql，现需要将数据库统一为Hana数据库，发现了几个问题，但最后通过努力都解决了。 1、原本通过Hana的数据迁移工具把数据是可以迁移过去的，在MySQl里面的字段为TEXT类型的到Hana里面就存储不了了，最后不得不更改为clob。 2、在数据插入的时候有些字段特别长
  • C语言学习二进制的表示示例 dcj3sjt126com cbasic
    进制的表示示例 # include <stdio.h> int main(void) { int i = 0x32C; printf("i = %d\n", i); /* printf的用法 %d表示以十进制输出 %x或%X表示以十六进制的输出 %o表示以八进制输出 */ return 0; }
  • NsTimer 和 UITableViewCell 之间的控制 dcj3sjt126com ios
    情况是这样的: 一个UITableView, 每个Cell的内容是我自定义的 viewA viewA上面有很多的动画, 我需要添加NSTimer来做动画, 由于TableView的复用机制, 我添加的动画会不断开启, 没有停止, 动画会执行越来越多.   解决办法: 在配置cell的时候开始动画, 然后在cell结束显示的时候停止动画   查找cell结束显示的代理
  • MySql中case when then 的使用 fanxiaolong casewhenthenend
    select "主键", "项目编号", "项目名称","项目创建时间", "项目状态","部门名称","创建人" union (select pp.id as "主键", pp.project_number as &
  • Ehcache（01）——简介、基本操作 234390216 cacheehcache简介CacheManagercrud
    Ehcache简介 目录 1       CacheManager 1.1      构造方法构建 1.2      静态方法构建 2       Cache 2.1&
  • 最容易懂的javascript闭包学习入门 jackyrong JavaScript
    http://www.ruanyifeng.com/blog/2009/08/learning_javascript_closures.html 闭包（closure）是Javascript语言的一个难点，也是它的特色，很多高级应用都要依靠闭包实现。 下面就是我的学习笔记，对于Javascript初学者应该是很有用的。 一、变量的作用域 要理解闭包，首先必须理解Javascript特殊
  • 提升网站转化率的四步优化方案 php教程分享 数据结构PHP数据挖掘Google活动
    网站开发完成后,我们在进行网站优化最关键的问题就是如何提高整体的转化率，这也是营销策略里最最重要的方面之一，并且也是网站综合运营实例的结果。文中分享了四大优化策略：调查、研究、优化、评估，这四大策略可以很好地帮助用户设计出高效的优化方案。 PHP开发的网站优化一个网站最关键和棘手的是，如何提高整体的转化率，这是任何营销策略里最重要的方面之一，而提升网站转化率是网站综合运营实力的结果。今天，我就分
  • web开发里什么是HTML5的WebSocket？ naruto1990 Webhtml5浏览器socket
    当前火起来的HTML5语言里面，很多学者们都还没有完全了解这语言的效果情况，我最喜欢的Web开发技术就是正迅速变得流行的 WebSocket API。WebSocket 提供了一个受欢迎的技术，以替代我们过去几年一直在用的Ajax技术。这个新的API提供了一个方法，从客户端使用简单的语法有效地推动消息到服务器。让我们看一看6个HTML5教程介绍里 的 WebSocket API：它可用于客户端、服
  • Socket初步编程——简单实现群聊 Everyday都不同 socket网络编程初步认识
    初次接触到socket网络编程，也参考了网络上众前辈的文章。尝试自己也写了一下，记录下过程吧：   服务端：（接收客户端消息并把它们打印出来）   public class SocketServer { private List<Socket> socketList = new ArrayList<Socket>(); public s
  • 面试：Hashtable与HashMap的区别（结合线程） toknowme
    昨天去了某钱公司面试，面试过程中被问道 Hashtable与HashMap的区别？当时就是回答了一点，Hashtable是线程安全的，HashMap是线程不安全的，说白了，就是Hashtable是的同步的，HashMap不是同步的，需要额外的处理一下。   今天就动手写了一个例子，直接看代码吧 package com.learn.lesson001; import java
  • MVC设计模式的总结 xp9802 设计模式mvc框架IOC
    随着Web应用的商业逻辑包含逐渐复杂的公式分析计算、决策支持等，使客户机越 来越不堪重负，因此将系统的商业分离出来。单独形成一部分，这样三层结构产生了。 其中‘层’是逻辑上的划分。 三层体系结构是将整个系统划分为如图2.1所示的结构[3] （1）表现层（Presentation layer）：包含表示代码、用户交互GUI、数据验证。 该层用于向客户端用户提供GUI交互，它允许用户
按字母分类： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ其他