VS2013中的C++11新特性 已翻译 100%

介绍

Visual C++ 2013 Preview 在6月发布了,C++开发者又找到一个编译器可以更好的支持ISO C++ 11 的特性了.本文介绍了这些新的特性并附有代码实例.

你想动手尝试编译文中的这些代码话,需要去下载并安装Visual Studio 2013 Preview (话说:付费吗?),我尚未在其他编译器上测试这些代码,所以我并不知道与Gcc 或Clang的兼容性(可恶的C++).

原始字符串字面值

VC++ 2013现在支持原始字符串字面值了。注意：它并不支持统一码字符串字面值。一个原始字符串字面值允许你避免转义那些在HTML，XML和正则表达式里运用得得心应手的特殊字符。下面是一个示例用法：

auto s1 = R"(This is a "raw" string)";

auto s2 = R"QQ(Example: R"(This is my raw string)")QQ";

auto s3 = R"(<tr>
<td>data</td>
</tr>)";

可变参数模板

可变参数模板是一个允许多个参数的模板。在我看来，这是个提供给库作者而不是给库使用者的特性，所以我也不是很确定它在C++程序员中会有多流行。以下我们用一个非常简单的例子来展示如何在实际开发中使用可变参数模板。

// Variadic template declaration
template<typename... Args> class Test;

// Specialization 1
template<typename T> class Test<T>
{
public:
  T Data;
};

// Specialization 2
template<typename T1, typename T2> class Test<T1, T2>
{
public:
  T1 Left;
  T2 Right;
};

void Foo()
{
  Test<int> data;
  data.Data = 24;

  Test<int, int> twovalues;
  twovalues.Left = 12;
  twovalues.Right = 15;
}

当使用可变参数模板时，智能感应（intellisense）能很好地配合我们的开发。可变参数模板的实现包括一个叫asizeof的函数，这个函数能返回这个模板的参数个数。

template<typename... Args> class Test
{
public:
  size_t GetTCount()
  {
    return sizeof...(Args);
  }
};

// . . .

Test<int> data;
size_t args = data.GetTCount(); //1

Test<int, int, char*> data2;
args = data2.GetTCount(); //3

Test<int, float> data3;
args = data3.GetTCount(); //2

这其实就是一个数个数的例子，但我猜他们之所以使用一个现存的函数名是因为这样子做会让C++程序员们更容易上手。

对于可变参数模板，一个常用的做法就是专攻其中一个参数，然后把其余的参数都变为可选。这个做法可以以递归的形式实现。以下是一个比较傻的例子，但它能让你明白什么时候不应该用可变参数模板，继而更好地了解这个语言特性。

template<typename... Args> class Test;

// Specialization for 0 arguments
template<> class Test<>
{
};

// Specialization for at least 1 argument

template<typename T1, typename... TRest> class Test<T1, TRest...> 
  : public Test<TRest...>
{
public:
  T1 Data;

  // This will return the base type
  Test<TRest...>& Rest() 
  {
    return *this;
  }
};

void Foo()
{
  Test<int> data;
  data.Data = 24;

  Test<int, int> twovalues;
  twovalues.Data = 10;
  // Rest() returns Test<int>
  twovalues.Rest().Data = 11;

  Test<int, int, char*> threevalues;
  threevalues.Data = 1;
  // Rest() returns Test<int, int>
  threevalues.Rest().Data = 2;
  // Rest().Rest() returns Test<char*>
  threevalues.Rest().Rest().Data = "test data";
}

大家请注意了，千万别把代码写成这样。这个例子仅仅是用来教学的，正确的做法我会在下一个章节中告诉大家。

Tuple的实现

我们来看一下std tuple的头文件 (由VC++团队的Stephan T. Lavavej负责维护 - 最初的代码由P.J. Plauger编写)，浏览这些代码，让我的大脑几乎要宕掉了。为了更好的理解代码，我将代码进行简化，摘出其中可以访问tuple的值的最少的代码（能够支持读和写）。这有助于理解在设计模板类时，通常可变参数模板是如何通过递归展开来大幅减少代码的行数。

// tuple 
template<class... _Types> class tuple;

// 空tuple
template<> class tuple<> {};

// 递归的tuple定义
template<class _This,
  class... _Rest>
  class tuple<_This, _Rest...>
  : private tuple<_Rest...>
{ 
public:
  _This _Myfirst;
};

// tuple_element
template<size_t _Index, class _Tuple> struct tuple_element;

// select first element
template<class _This, class... _Rest>
struct tuple_element<0, tuple<_This, _Rest...>>
{
  typedef _This& type;
  typedef tuple<_This, _Rest...> _Ttype;
};

// recursive tuple_element definition
template <size_t _Index, class _This, class... _Rest>
struct tuple_element<_Index, tuple<_This, _Rest...>>
  : public tuple_element<_Index - 1, tuple<_Rest...> >
{ 
};

// get reference to _Index element of tuple
template<size_t _Index, class... _Types> inline
  typename tuple_element<_Index, tuple<_Types...>>::type
  get(tuple<_Types...>& _Tuple)
{
  typedef typename tuple_element<_Index, tuple<_Types...>>::_Ttype _Ttype;
  return (((_Ttype&) _Tuple)._Myfirst);
}

tuple<int, char> t1;
get<0>(t1) = 959;
get<1>(t1) = 'A';

auto v1 = get<0>(t1);
auto v2 = get<1>(t1);

代理构造函数

代理构造函数已经在C#中用了好长时间，所以将其引入到C++中也很不错。编译器允许一个类型的构造函数(代理构造函数)在其初始化列表中包含另一个构造函数。以前编写代码形式如下：

class Error
{
public:
  Error()
  {
    Init(0, "Success");
  }

  Error(const char* message)
  {
    Init(-1, message);
  }

  Error(int errorCode, const char* message)
  {
    Init(errorCode, message);
  }

private:
  void Init(int errorCode, const char* message)
  {
    //...
  }
};

class Error
{
public:
  Error() : Error(0, "Success")
  {
  }

  Error(const char* message) : Error(-1, message)
  {
  }

  Error(int errorCode, const char* message)
  {
    // ...
  }
};

•  Delegating Constructors

函数模板中的默认模板参数

这是VC++ 2013现在支持的另一项C++ 11特性。目前为止，下面的代码仍然无法通过VC++编译。

template <typename T = int> void Foo(T t = 0) { }

// error C4519: default template arguments are only 
// allowed on a class template

Foo(12L); // Foo<long>
Foo(12.1); // Foo<double>
Foo('A'); // Foo<char>
Foo(); // Foo<int>

template <typename T> class Manager 
{
public:
  void Process(T t) { }
};

template <typename T> class AltManager
{
public:
  void Process(T t) { }
};

template <typename T, typename M = Manager<T>> void Manage(T t)
{
  M m;
  m.Process(t);
}

Manage(25); // Manage<int, Manager<int>>
Manage<int, AltManager<int>>(25); // Manage<int, AltManager<int>>

template <typename B, typename T = int> void Bar(B b = 0, T t = 0) { }

Bar(10); // Bar<int, int>
Bar(10L); // Bar<long, int>
Bar(10L, 20L); // Bar<long, long>
Bar(); // will not compile

template <typename T = int> void Foo(T t = 0) { }
template <typename B, typename T = int> void Foo(B b = 0, T t = 0) { }

Foo(12L); // will not compile
Foo(12.1); // will not compile
Foo('A'); // will not compile
Foo(); // Foo<int>

使用函数模板的默认模板参数时应当在这里注意。

显式转换运算符

我仍然记得2004年八月的一天，那个时候我意识到尽管我是一个还不错的C++程序员，我对explicit关键字一无所知，这令我十分局促不安。那之后我写了一篇博客文章

• Applying explicit on your constructors（需要翻墙）

简单说明一下explicit的使用。考虑一下下面的例子。

class Test1
{
public:
  explicit Test1(int) { }
};

void Foo()
{
  Test1 t1(20);
  Test1 t2 = 20; // will not compile
}

class Test1
{
public:
  explicit Test1(int) { }
};

class Test2
{
  int x;
public:
  Test2(int i) : x(i) { }
  operator Test1() { return Test1(x); }
};

void Foo()
{
  Test2 t1 = 20;
  Test1 t2 = t1; // will compile
}

class Test2
{
  int x;
public:
  Test2(int i) : x(i) { }
  explicit operator Test1() { return Test1(x); }
};

void Foo()
{
  Test2 t1 = 20;
  Test1 t2 = (Test1)t1; // this compiles
  Test1 t3 = t1; // will not compile
}

class Test3
{
public:
  operator bool() { return true; }
};

void Foo()
{
  Test3 t3;
  if (t3)
  {
  }

  bool b = t3;
}

class Test3
{
public:
  explicit operator bool() { return true; }
};

void Foo()
{
  Test3 t3;
  if (t3) // this compiles!
  {
  }

  bool b = t3; // will not compile
}

正如预期，第二个转换无法通过编译，但是第一个通过了。这是因为if里的bool转换被视为显式转换。因此在这里你要小心谨慎，仅仅添加explicit关键字无法防止意外情况下的类型转换，类型可能仍然是不安全的。