• C++【C++11】


    一、统一的列表初始化

    1.用{}来初始化元素

    在C++98中,标准允许使用花括号{}对数组或者结构体元素进行统一的列表初始值设定。比如:

    struct Point
    {
    	int _x;
    	int _y;
    };
    int main()
    {
    	int array1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    	int array2[5] = { 0 };
    	Point p = { 1, 2 };
    	return 0;
    }
    
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    但是在C++11中,我们都可以使用{}来对我们的元素进行初始化
    C++11扩大了用大括号括起的列表(初始化列表)的使用范围,使其可用于所有的内置类型和用户自定义的类型,使用初始化列表时,可添加等号(=),也可不添加

    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    using namespace std;
    
    class Date
    {
    public:
    	Date(int year, int month, int day)
    		:_year(year)
    		, _month(month)
    		, _day(day)
    	{
    		cout << "Date(int year, int month, int day)" << endl;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    int main()
    {
    	int x1 = 1;
    	// 要能看懂,但是不建议使用
    	int x2 = { 2 };
    	int x3 { 2 };
    	
    	// 都是在调用构造函数
    	Date d1(2022, 11, 22);
    	// C++11 要能看懂,但是不建议使用
    	Date d2 = {2022, 11, 11}; // ->调用构造函数
    	Date d3{ 2022, 11, 11 };
    	return 0;
    }
    
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    2.initializer_list

    C++11中有了一种新的类型,initializer_list,语法上原生支持通过大括号的方式初始化给它。它就像一个顺序表一样,支持迭代器,但是不支持插入数据。
    在这里插入图片描述

    int main()
    {
    	// 调用支持list (initializer_list il)类似这样的构造函数
    	vector<int> v1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    	vector<int> v2 { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    
    	list<int> lt1 = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    	list<int> lt2{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    
        //c++11这里新增了一个类型initializer_list类型来实现,是这里默认需要的一个容器
    	auto x = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    	cout << typeid(x).name() << endl;
    	return 0;
    }
    
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    那我们的vector等容器又是如何支持大括号的初始化的呢?
    因为我们的C++11同时也对我们的库函数进行了更新,让我们的库函数都支持通过initializer_list来进行构造。
    这里我们查看一下vector的构造函数中多了一个构造方法,也就是我们的initializer
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    那如何让我们自己之前写过的vector支持通过initializer来初始化

    vector(initializer_list<T> il)
                    :_start(nullptr)
                    ,_finish(nullptr)
                    ,_end_of_storage(nullptr)
            {
                reserve(il.size());
                iterator it=begin();
                for(auto&e:il)
                {
                    push_back(e);
                }
                
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    测试代码

    void myvector_test18()
        {
            vector<int> v1={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
            vector<int> v2{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
            for(auto e:v2)
            {
                cout<<e<<" ";
            }
            cout<<endl;
        }
    
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    当然,我们的map,set,pair等容器也可以通过这种方式进行构造

    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    using namespace std;
    
    class Date
    {
    public:
    	Date(int year, int month, int day)
    		:_year(year)
    		, _month(month)
    		, _day(day)
    	{
    		cout << "Date(int year, int month, int day)" << endl;
    	}
    
    private:
    	int _year;
    	int _month;
    	int _day;
    };
    
    int main()
    {
    	Date d1(2022, 11, 22);
    	Date d2 = {2022, 11, 11}; 
    	Date d3{ 2022, 11, 11 };
    
    	vector<Date> v3 = {d1, d2, d3};
    	vector<Date> v4 = { { 2022, 1, 1 }, {2022, 11, 11} };
    
    	string s1 = "11111";
    
    	// 构造
        //这相当于就是隐式类型转换
        //构造一个pair我们也可以通过{}的方式构造
    	map<string, string> dict = { { "sort", "排序" }, { "insert", "插入" } };
    
    	return 0;
    }
    
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    当然在我们的C++11的库中,还将许多赋值也进行了重载,让其能够支持initializer进行赋值
    在这里插入图片描述
    下面是我们的测试代码

    #include 
    #include 
    using namespace std;
    
    int main()
    {
    	// 构造
        //这相当于就是隐式类型转换
        //构造一个pair我们也可以通过{}的方式构造
    	map<string, string> dict = { { "sort", "排序" }, { "insert", "插入" } };
    
    	// 赋值重载
    	//这里不写auto让编译器自动去推断,我们的编译器是没有办法匹配出来的。
    	initializer_list<pair<const string, string>> kvil = { { "left", "左边" }, { "left", "左边" } };
    	dict = kvil;
    
    	return 0;
    }
    
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    总结:
    C++11之后,一切对象都可以用列表初始化。但是我们建议普通对象还是用以前的方式初始化,容器可以采用花括号进行初始化。

    二、自动类型推断

    3.auto

    在C++98中auto是一个存储类型的说明符,表明变量是局部自动存储类型,但是局部域中定义局部的变量默认就是自动存储类型,所以auto就没什么价值了。C++11中废弃auto原来的用法,将其用于实现自动类型推断。这样要求必须进行显示初始化,让编译器将定义对象的类型设置为初始化值的类型。

    int main()
    {
        int i = 10;
        auto p = &i;
        auto pf = strcpy;
        cout << typeid(p).name() << endl;
        cout << typeid(pf).name() << endl;
        map<string, string> dict = { {"sort", "排序"}, {"insert", "插入"} };
        //如果我们这里要自己写的话,需要写一长串,但是使用auto的话就非常方便
        //map::iterator it = dict.begin();
        auto it = dict.begin();
        return 0;
    }
    
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    如果我们这里使用auto的话,我们上面代码中的迭代器的类型等等,我们都不用自己手写,就非常方便,但是我们如果使用了auto进行自动类型推断,我们代码的可读性就会变差,但是有些编译器会给你标识出来(比方说clion)。
    在这里插入图片描述

    4.decltype

    typename可以推导对象的类型,但是我们不能通过这个推导出来的类型来定义我们的对象,只是单纯地拿到这个类型的字符串。
    但是如果我们想要用推导出来的类型重新定义一个新的对象呢?

    int main()
    {
    	int x = 10;
    
    	// typeid拿到只是类型的字符串,不能用这个再去定义对象什么的
        // 下面这样写会报错的,没有下面这样的用法
        //	typeid(x).name() y = 20;
    	decltype(x) y1 = 20.22;
        //auto和decltype是不一样的,我们的auto这里推导出来的是double,也就是我们右边的赋值的元素的类型是什么,我们auto推导出来也就是什么
        //但是我们的deltype推导出来的类型是x的类型,也就是int
    	auto y2 = 20.22;
    
    	cout << y1 << endl;
    	cout << y2 << endl;
    
    	return 0;
    }
    
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    三、指针

    5.nullptr

    由于C++中NULL被定义成字面量0,这样就可能会带来一些问题,因为0既能指针常量,又能表示整形常量。所以出于清晰和安全的角度考虑,C++11中新增了nullptr,用于表示空指针。

    #ifndef NULL
    #ifdef __cplusplus
    #define NULL 0
    #else
    #define NULL ((void *)0)
    #endif
    #endif
    
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    6.范围for

    这里的范围for和我们java中的增强for有些相似,底层是一个迭代器。
    可以查看我们之前的博客中的迭代器和范围for相关的部分

    int main()
    {
        vector<int> tmp{1,2,3,4,5,6,7,8,9};
        for(auto i:tmp)
        {
            cout<<i<<" ";
        }
        cout<<endl;
    }
    
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    四、STL中的一些新变化

    1.新增加的容器

    在这里插入图片描述
    < array >和< forward_list >显得有些鸡肋
    因为< array >是固定大小的数组容器,不支持尾插和尾删,支持[]迭代器。
    C++11增加这个的初衷是为了替代c语言中的数组

    int main()
    {
    	const size_t N = 100;
    	int a1[N];
    
    	// C语言数组越界检查,越界读基本检查不出来,越界写是抽查
    	a1[N];
    	//a1[N] = 1;
    	a1[N+5] = 1;
    
    
    	// 越界读写都可以被检查出来
    	// 实际情况:array用得很少,一方面大家用c数组用惯了
    	// 用array不如用vector + resize去替代c数组
    
    	array<int, N> a2;
    	a2[N];
    	a2[N] = 1;
    	a2[N + 5] = 1;
    
    	return 0;
    }
    
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    < forward_list >是一个单链表,我们的< list >是双向链表,在使用的时候其实< forward_list >插入的是在我们当前指定位置的后一个位置插入,然后erase并不是擦除当前的位置,而是擦除当前位置的下一个位置

    2.容器内部的变化

    1.都支持了initializer_list构造,用来支持列表初始化
    2.比较鸡肋的接口,比如cbegin,cend系列
    3.移动构造和移动赋值,用来对标拷贝构造和拷贝赋值,在某些场景下可以提高效率
    (set&&x);
    (set& operator=(set&&x)
    4.右值引用的参数的插入
    在这里插入图片描述

    五、左值引用和右值引用

    1.什么是左值,什么是右值

    传统的C++语法中就有引用的语法,而C++11中新增了的右值引用语法特性,所以从现在开始我们之前学习的引用就叫做左值引用。无论左值引用还是右值引用,都是给对象取别名

    左值

    什么是左值?什么是左值引用?
    左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针),我们可以获取它的地址+可以对它赋值,左值可以出现赋值符号的左边,右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰符后的左值,不能给他赋值,但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用,给左值取别名。
    (可以获取到地址的就是左值)

    int main()
    {
        //左值:可以取它的地址
    	int a = 10;
    	const int b = 20;
        //这里的*p是左值
    	int* p = &a;
    	*p = 100;
        //左值一般都可以对其进行赋值,但是除了上面的b因为我们的b是一个const无法被修改
    }
    
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    int main()
    {
    	// 以下的p、b、c、*p都是左值
    	int* p = new int(0);
    	int b = 1;
    	const int c = 2;
    	// 以下几个是对上面左值的左值引用
    	int*& rp = p;
    	int& rb = b;
    	const int& rc = c;
    	int& pvalue = *p;
    	return 0;
    }
    
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    右值

    右值也是一个表示数据的表达式,如:字面常量、表达式返回值,函数返回值(这个不能是左值引用返回)等等,右值可以出现在赋值符号的右边,但是不能出现出现在赋值符号的左边,右值不能取地址。右值引用就是对右值的引用,给右值取别名。

    int main()
    {
    	double x = 1.1, y = 2.2;
    	// 以下几个都是常见的右值
    	//字面量
    	10;
    	//表达式,传值返回,会产生一个临时对象
    	x + y;
    	//传值返回的函数,因为会产生一个临时对象
    	fmin(x, y);
    	//右值不能放到赋值符号的左边
    	// 这里编译会报错:error C2106: “=”: 左操作数必须为左值
    	10 = 1;
    	x + y = 1;
    	fmin(x, y) = 1;
    	return 0;
    }
    
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    右值的特点就是不能取地址
    所以我们下面这样写的话是会报错的

    int main()
    {
    	double x = 1.1, y = 2.2;
    	// 右值:不能取地址
    	10;
    	x + y;
    	fmin(x, y);
    	cout << &10 << endl;
    	cout << &(x + y) << endl;
    
    }
    
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    右值引用就是给我们的右值取别名

    int main()
    {
    	double x = 1.1, y = 2.2;
    	// 以下几个都是对右值的右值引用
    	int&& rr1 = 10;
    	double&& rr2 = x + y;
    	double&& rr3 = fmin(x, y);
    }
    
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    那么左值引用能不能给右值取别名?

    (左值引用可以引用右值嘛?)

    int main()
    {
    	// 有条件的支持
    	// 左值引用可以引用右值吗? const的左值引用可以
        //这里的r1是不可以的,这里的r2是可以的
    	double& r1 = x + y;
    	const double& r2 = x + y;
    }
    
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    右值引用是没办法被改变的,所以我们如果想要通过左值引用去引用一个右值,我们就需要加上const
    所以我们最好给我们的函数传参的时候加上const,这样的话,我们的函数既能够接收左值也能够接收右值

    // x既能接收左值,也能接收右值
    template<class T>
    void Func(const T& x)
    {}
    
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    那么右值引用能不能给左值取别名

    (右值引用可以引用左值嘛?不可以,需要有语法支持)
    右值引用可以引用move以后的左值

    int main()
    {
    	int b = 1;
    	// 右值引用可以引用左值吗?可以引用move以后的左值
    	//这里的rr5编译器是会报错的,但是rr6不会,可以正常编译通过。
    	int&& rr5 = b;
    	int&& rr6 = move(b);
    
    }
    
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    左值引用可以引用右值吗? const的左值引用可以
    右值引用可以引用左值吗?可以引用move以后的左值

    需要注意的是右值是不能取地址的,但是给右值取别名后,会导致右值被存储到特定位置,且可以取到该位置的地址,也就是说例如:不能取字面量10的地址,但是rr1引用后,可以对rr1取地址,也可以修改rr1。如果不想rr1被修改,可以用const int&& rr1 去引用。

    也就是可以理解成我们的右值在被右值引用之后,就变成了一个左值

    int main()
    {
    	double x = 1.1, y = 2.2;
    	int&& rr1 = 10;
    	const double&& rr2 = x + y;
    	rr1 = 20;
    	rr2 = 5.5; // 报错
    	return 0;
    }
    
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    右值引用的应用

    引用的价值减少拷贝,尤其是深拷贝
    左值引用:还可以用作输出型参数

    左值引用解决了哪些问题?
    ①做参数:1.减少拷贝,提高效率 2.做输出型参数
    ②做返回值:1.减少拷贝,提高效率 2.引用返回可以修改返回对象(比方说operator[]就是这样使用的)

    左值引用在什么情况下有盲区?
    在这里插入图片描述

    如果我们有一个对象需要返回,那么如果我们采用的是左值引用的话,我们在将这个这个对象返回的时候,我么得这个对象已经被析构了,那么我们就没有办法成功返回对象。
    比方说下面的情况

    //case1
    string to_string (int val)
    //case2
    vector<vector<int>> generate(int numRows)
    
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    我们需要将上面的两行代码修改为下面的代码。

    //case1
    to_string(int val,string&str)
    //case2
    void generate(int numRows,vector<vector<int>& w)
    
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    也就是说我们需要将我们的对象用左值引用的方式传入我们的函数,这样才能够避免在我们的函数中开辟了一个对象,然后因为我们的函数执行完,这个对象被析构,没有办法被返回的问题。
    但是这样不符合使用习惯
    C++11出右值引用的一个重要功能就是解决上面的问题。

    如何解决?
    比方说我们这里写了一个string类

    namespace zhuyuan
    {
        class string
        {
        public:
            typedef char* iterator;
            iterator begin()
            {
                return _str;
            }
    
            iterator end()
            {
                return _str + _size;
            }
    
            string(const char* str = "")
                    :_size(strlen(str))
                    , _capacity(_size)
            {
                _str = new char[_capacity + 1];
                strcpy(_str, str);
            }
    
            void swap(string& s)
            {
                ::swap(_str, s._str);
                ::swap(_size, s._size);
                ::swap(_capacity, s._capacity);
            }
    
            // 拷贝构造
            string(const string& s)
                    :_str(nullptr)
            {
                cout << "string(const string& s) -- 拷贝构造(深拷贝)" << endl;
    
    			//现代写法
                //string tmp(s._str);
                //swap(s);
    			
    			//传统写法
                _str = new char[s._capacity+1];
                strcpy(_str, s._str);
                _size = s._size;
                _capacity = s._capacity;
            }
    
            // 拷贝赋值
            string& operator=(const string& s)
            {
                cout << "string& operator=(string s) -- 拷贝赋值(深拷贝)" << endl;
                string tmp(s);
                swap(tmp);
    
                return *this;
            }
    
            ~string()
            {
                delete[] _str;
                _str = nullptr;
            }
    
            char& operator[](size_t pos)
            {
                assert(pos < _size);
                return _str[pos];
            }
    
            void reserve(size_t n)
            {
                if (n > _capacity)
                {
                    char* tmp = new char[n + 1];
                    strcpy(tmp, _str);
                    delete[] _str;
                    _str = tmp;
    
                    _capacity = n;
                }
            }
    
            void push_back(char ch)
            {
                if (_size >= _capacity)
                {
                    size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
                    reserve(newcapacity);
                }
    
                _str[_size] = ch;
                ++_size;
                _str[_size] = '\0';
            }
    
            string& operator+=(char ch)
            {
                push_back(ch);
                return *this;
            }
    
            const char* c_str() const
            {
                return _str;
            }
        private:
            char* _str;
            size_t _size;
            size_t _capacity;
        };
    
        string to_string(int value)
        {
            bool flag = true;
            if (value < 0)
            {
                flag = false;
                value = 0 - value;
            }
    
            zhuyuan::string str;
            while (value > 0)
            {
                int x = value % 10;
                value /= 10;
    
                str += ('0' + x);
            }
    
            if (flag == false)
            {
                str += '-';
            }
    
            std::reverse(str.begin(), str.end());
            return str;
        }
    }
    
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    移动构造和移动赋值

    想要优化上面代码中的拷贝,我们就需要实现移动构造和移动赋值。

    移动构造
     // 移动构造
            string(string&& s)
                    :_str(nullptr)
                    , _size(0)
                    , _capacity(0)
            {
                cout << "string(string&& s) -- 资源转移" << endl;
                swap(s);
            }
    
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    移动赋值
    // 移动赋值
            string& operator=(string&& s)
            {
                cout << "string& operator=(string s) -- 移动赋值(资源移动)" << endl;
                swap(s);
    
                return *this;
            }
    
    
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    相比于拷贝构造和拷贝赋值,其参数都是左值引用,如果我们这里没有移动构造和移动赋值,因为我们上面的拷贝构造和拷贝赋值的参数为const类型的,所以我们调用左值的时候,都会走拷贝构造和拷贝赋值函数。
    但是我们这里写了移动构造和移动赋值的话,左值引用就会调用我们这里的移动构造和移动赋值
    (编译器在匹配类型的之后,会去寻找最匹配的)

    C++11又对右值进行了进一步的划分
    1、内置类型的右值:纯右值
    2、自定义类型的右值:将亡值
    右值一般是一些字面量,函数表达式的返回值,表达式的值,这些临时的对象的声明周青往往就只有在它所在的那一行,所以将其称为将亡值(资源即将被销毁)。
    (这里我们需要将这里的右值的资源给swap另外一个对象,用另外一个对象的存在,实现资源转移。)

    int main()
    {
    	zhuyuan::string str1("hello");
    	zhuyuan::string str2(str1); //  拷贝构造
        //如果我们的右边是一个右值,move之后的就是右值
    	zhuyuan::string str3(move(str1)); // 移动构造
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    我们观察到我们对象str1中的内容被拷贝到了我们的str3中
    在这里插入图片描述
    拷贝构造的代价相比移动构造更加大,拷贝构造了一个对象,我们还需要将这个旧的对象给释放,也就是一次深拷贝,再加上一次资源的释放。但是我们的移动构造是将我们的资源转移过来,不需要拷贝。

    本来我们下面的代码应该是有一次拷贝构造和一次移动构造的,但是由于我们编译器的优化,因为我们这里的str出了我们的作用域就会销毁掉,所以我们的编译器会将其优化,也就是直接将其识别为右值(将亡值),然后就进行资源的转移,然后调用移动构造,然后再调用移动赋值,将str中的资源转移到我们的ret,从而实现拷贝的减少。

    zhuyuan::string to_string(int value)
    {
    	zhuyuan::string str;
    	//...
    	//拷贝构造,返回结果作为左值
    	return str;
    }
    int main()
    {
    	//移动构造
    	zhuyuan::string ret= to_string(-3456);
    	return 0;
    }
    
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    我们这里的右值引用并不是直接起作用的,而是通过移动构造和移动赋值间接起作用的。
    所以我们只要实现了移动构造和移动拷贝,我们就不用像前面那样传入一个对象,函数操作完成,再将其返回了,更加符合我们的使用习惯(可以直接将我们的对象返回了)。

    我们再来看一下库中的实现

    int main()
    {
    	std::string s1("hello world");
    	std::string s2(s1); // 拷贝构造
    //	 std::string s3(s1+s2);
        //表达式的返回对象是一个将亡值,也就是一个右值,这里我们使用的就是右值拷贝
    	std::string s3 = s1 + s2; // 移动构造
    	std::string s4 = move(s1);
    	return 0;
    }
    
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    我们通过调试来观察一下,这是初始状态
    在这里插入图片描述
    运行到s2(s1)之后,这里是深拷贝构造
    在这里插入图片描述
    执行到s3=s1+s2,这里的s1+s2的结果是一个将亡值,这个将亡值直接被移动构造给了s3
    在这里插入图片描述
    然后运行到s4=move(s1),这里就是一个右值引用,我们s1中的内容直接移动给了s4,我们从下面的调试中观察到其实我们的s1中已经没有内容了
    在这里插入图片描述

    我们观察到在c++11之后,在我们的STL库中的容器都提供了这个移动构造的方法
    在这里插入图片描述
    和移动赋值
    在这里插入图片描述

    右值引用版本的插入

    我们观察c++11的STL库中还增加了右值引用版本的插入
    在这里插入图片描述
    移动构造和移动赋值解决了传值返回这些类型对象的问题。

    int main()
    {
    	vector<zhuyuan::string> v;
        //这里的hello是一个左值
    	zhuyuan::string s1("hello");
    	v.push_back(s1);
    
    	cout << "----------------------------------" << endl;
    
        //这里的world是一个右值
    	v.push_back(zhuyuan::string("world"));
    	v.push_back("world");
    
    	cout << "===================================" << endl;
    
    	list<zhuyuan::string> lt;
    	zhuyuan::string s2("hello");
    	lt.push_back(s2);
    
    	cout << "----------------------------------" << endl;
    
    	lt.push_back(zhuyuan::string("world"));
    	lt.push_back("world");
    
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    插入的过程中,如果传递对象是右值对象,那么进行资源转移,减少拷贝,STL中的插入的接口在C++11后都会提供。

    六、万能引用和完美转发

    1.万能引用

    void Fun(int &x){ cout << "左值引用" << endl; }
    void Fun(const int &x){ cout << "const 左值引用" << endl; }
    
    void Fun(int &&x){ cout << "右值引用" << endl; }
    void Fun(const int &&x){ cout << "const 右值引用" << endl; }
    
    // 万能引用:t既能引用左值,也能引用右值
    // 引用折叠
    template<typename T>
    void PerfectForward(T&& t)
    {
        Fun(t);
    }
    
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    #include "list.h"
    
    int main()
    {
        PerfectForward(10);
    
        int a;
        PerfectForward(a);   
        PerfectForward(std::move(a));
    
        const int b = 8;
        PerfectForward(b);		    
        PerfectForward(std::move(b)); 
    
        return 0;
    }
    
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    那这里的t的属性是什么呢?
    我们发现无论我们传入的是左值还是右值,它调用的都是左值

    在这里插入图片描述

    2.完美转发

    像上面的万能引用,我们的编译器全部都会被处理成左值,那么我们怎么才能保持我们的传入的参数原本的属性呢?这里我们就需要用到我们的完美转发

    首先我们给我们自己写的list.h加上右值引用的插入函数

    void push_back(T&& x)
    {
        insert(end(), (x));
    }
    
    iterator insert(iterator pos, T&& x)
    {
        Node* cur = pos._node;
        Node* prev = cur->_prev;
    
        Node* newnode = new Node(x);
    
        // prev newnode cur
        prev->_next = newnode;
        newnode->_prev = prev;
        newnode->_next = cur;
        cur->_prev = newnode;
    
        return iterator(newnode);
    }
    
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    template<typename T>
    void PerfectForward(T&& t)
    {
        // 完美转发:保持t引用对象属性
        Fun(std::forward<T>(t));
    }
    
    #include "list.h"
    
    测试代码
    
    int main()
    {
        PerfectForward(10);           // 右值
    
        int a;
        PerfectForward(a);            // 左值
        PerfectForward(std::move(a)); // 右值
    
        const int b = 8;
        PerfectForward(b);		      // const 左值
        PerfectForward(std::move(b)); // const 右值
    
        zhuyuan::list<zhuyuan::string> lt;
        zhuyuan::string s1("hello");
        lt.push_back(s1);
    
        cout << "----------------------------------" << endl;
        lt.push_back("world");
    
        return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    这里我们注意到,我们的拷贝构造全部都是深拷贝,没有匹配上我们的右值构造的版本,这是为什么?
    因为我们上面的push_back中是我们上述的万能引用,所以传入的参数全部都被当成了左值引用,如果我们还想要使用右值引用的话,我们需要将其变成完美转发

    void push_back(T&& x)
    {
    	insert(end(), std::forward<T>(x));
    }
    
    //然后给我们的list_node也写一个右值引用的版本
    //只要往下一层传递,我们就需要完美转发一下
    list_node(T&& x)
             :_data(std::forward<T>(x))
             , _next(nullptr)
             , _prev(nullptr)
     {}
    
    iterator insert(iterator pos, T&& x)
    {
        Node* cur = pos._node;
        Node* prev = cur->_prev;
    
        Node* newnode = new Node(std::forward<T>(x));
    
        // prev newnode cur
        prev->_next = newnode;
        newnode->_prev = prev;
        newnode->_next = cur;
        cur->_prev = newnode;
    
        return iterator(newnode);
    }
    
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    OK,我们下面的终于调用了资源转移(右值引用)。
    在这里插入图片描述

    七、新的类功能

    原来的C++中,有6个默认的成员函数:

    1.构造函数
    2.析构函数
    3.拷贝构造函数
    4.拷贝赋值函数
    5.取地址重载
    6.const取地址重载

    在C++11之后默认成员函数有8个,增加了移动构造和移动赋值运算符重载
    (拷贝构造和拷贝赋值是针对于左值的拷贝(const左值引用既可以针对左值也可以针对右值))
    (移动构造和移动赋值是针对右值的拷贝)

    1.移动构造的自动生成条件

    如果你没有自己实现移动构造函数,且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个(不过说实话,这里面只要有一个需要我们自己手写,其他的一般也都是需要我们手写的)。那么编译器会自动生成一个默认移动构造

    默认生成的移动构造函数,对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝,自定义类型成员,则需要看这个成员是否实现移动构造,如果实现了就调用移动构造,没有实现就调用拷贝构造

    如果你没有自己实现移动赋值重载函数,且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个,那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数,对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝,自定义类型成员,则需要看这个成员是否实现移动赋值,如果实现了就调用移动赋值,没有实现就调用拷贝赋值。(默认移动赋值跟上面移动构造完全类似)
    如果你提供了移动构造或者移动赋值,编译器不会自动提供拷贝构造和拷贝赋值。

    1.拷贝对象需要深拷贝时,自己写移动构造和移动赋值,比如:string,vector,list

    class Person
    {
    public:
    	Person(const char* name = "", int age = 0)
    		:_name(name)
    		, _age(age)
    	{}
    
    	// 会默认生成拷贝构造+移动构造
    
    	Person(const Person& p)
    	:_name(p._name)
    	,_age(p._age)
    	{}
    
    	Person& operator=(const Person& p)
    	{
    	if(this != &p)
    	{
            _name = p._name;
            _age = p._age;
    	}
    	    return *this;
    	}
    
    	~Person()
    	{}
    
    private:
    	zhuyuan::string _name;
    	int _age;
    };
    
    int main()
    {
    	Person s1("张三", 7);
    	Person s2 = s1; // 拷贝构造
    	Person s3 = std::move(s1); // 移动构造 (没有移动构造,再调用拷贝构造)
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述

    我们注意到我们这里的调用的都是拷贝构造,如果我们想要使用移动构造的话,我们就需要将我们上面自己写的析构,拷贝,负值重载给去掉

    class Person
    {
    public:
    	Person(const char* name = "", int age = 0)
    		:_name(name)
    		, _age(age)
    	{}
    	// 会默认生成拷贝构造+移动构造
    private:
    	zhuyuan::string _name;
    	int _age;
    };
    
    int main()
    {
    	Person s1("张三", 7);
    	Person s2 = s1; // 拷贝构造
    	Person s3 = std::move(s1); // 移动构造 (没有移动构造,再调用拷贝构造)
    
    	return 0;
    }
    
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    移动赋值和移动构造类似

    class Person
    {
    public:
    	Person(const char* name = "", int age = 0)
    		:_name(name)
    		, _age(age)
    	{}
    	// 会默认生成拷贝构造+移动构造
    private:
    	zhuyuan::string _name;
    	int _age;
    };
    
    int main()
    {
    	Person s1("张三", 7);
    	Person s2 = s1; // 拷贝构造
    	Person s3 = std::move(s1); // 移动构造 (没有移动构造,再调用拷贝构造)
    	Person s4;
    	s4 = std::move(s2);
    	return 0;
    }
    
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    也就是说深拷贝的类,一般都是需要我们自己手动写的。
    如果是像上面这样的person类,让编译器自动生成就可以了。(自定义类型会自动调用析构)

    default和delete

    default

    	//强制编译器生成默认的移动构造
    	Person(Person&& p)=default;
    
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    比防说我们自己写了一个拷贝构造,那么编译器就不会自动生成拷贝构造了,那么,想要让我们的编译器生成默认的移动构造的话,我们可以像上面这样,加上一个default

    delete
    如果我们不想让编译器生成默认的构造方法,我们可以给我们的参数加上delete,这样我们的Person对象就不能被拷贝了。

    	// 不想让Person对象拷贝
    	Person(const Person& p) = delete;
    
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    要求delete关键字实现,一个类,只能在堆上创建对象

    // 要求delete关键字实现,一个类,只能在堆上创建对象
    class HeapOnly
    {
    public:
        HeapOnly()
        {
            _str = new char[10];
        }
    
        //将析构变成delete,没有一个对象能够创建对象
        //因为变量出了作用域,一定要调用析构函数
        ~HeapOnly() = delete;
    
        void Destroy()
        {
            //将空间释放
            delete[] _str;
            //this的值就是我们的对象的地址,我们不能直接写delete (this),因为delete被禁用了
            //
            operator delete(this);
        }
    
    private:
        char* _str;
        //...
    };
    
    int main()
    {
        //栈
    	//HeapOnly hp1;
        //静态区
    	//static HeapOnly hp2;
    
        //为什么new可以创建出来?
        //因为new出来的对象返回的是一个指针,这个指针会在堆上开辟一块空间,并不会去调用析构函数,所以可以成功创建出来
    	HeapOnly* ptr = new HeapOnly;
    
        //析构函数被禁用了,没办法用delete
    	//delete ptr;
    
        //调用我们自己写的Destory来释放空间
        //下面两个都是可以的
    	ptr->Destroy();
    	//operator delete(ptr);
    
    	return 0;
    }
    
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    继承中的final和override关键字

    https://blog.csdn.net/weixin_62684026/article/details/127336464

    final:可以修饰我们的类,不能被继承,虚函数不能被重写
    override:检查子类中的虚函数是否完成了重写,没有完成从写就会报错

    八、可变参数模板

    可变参数也就是说可以有0个或者多个参数。
    它的底层就是用一个数组去接收的,实际函数执行的时候,再去数组里面去取。
    函数参数传的是对象,变量,模板参数传的是类型!!
    函数参数可以有多个,用逗号分隔,模板参数也可以有多个。
    (非类型模板参数必须是整型,其余的都得是类型)

    // Args是一个模板参数包,args是一个函数形参参数包,这两个参数包是配对的。
    // 声明一个参数包Args...args,这个参数包中可以包含0到任意个模板参数。
    // 这里可以是class,也可以是typename,这里的Args可以自己取名,但是最好是这个
    template <class ...Args>
    void ShowList(Args... args)
    {}
    
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    上面的参数args前面有省略号,所以它就是一个可变模版参数,我们把带省略号的参数称为==“参数包”,它里面包含了0到N(N>=0)个模版参数==。我们无法直接获取参数包args中的每个参数的,只能通过展开参数包的方式来获取参数包中的每个参数,这是使用可变模版参数的一个主要特点,也是最大的难点,即如何展开可变模版参数。由于语法不支持使用args[i]这样方式获取可变参数,所以我们的用一些奇招来一一获取参数包的值。

    下面这样直接打印args[i]的方式打开参数包是不允许的

    using namespace std;
     //可变参数的函数模板
    template <class ...Args>
    void ShowList(Args... args)
    {
    	//可以用这种方式获取到我们的参数包里面的参数的个数
    	cout << sizeof...(args) << endl;
    
    	// 不支持,不能这么玩
    	for (size_t i = 0; i < sizeof...(args); ++i)
    	{
    		cout << args[i] << " ";
    	}
    	cout << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	string str("hello");
    	ShowList();
    	ShowList(1);
    	ShowList(1, 'A');
    	ShowList(1, 'A', str);
    
    	return 0;
    }
    
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    那如果我们想要拿到参数里面的参数怎么办呢?
    首先sizeof可以帮助我们知道参数个数的多少

    using namespace std;
     //可变参数的函数模板
    template <class ...Args>
    void ShowList(Args... args)
    {
    	cout << sizeof...(args) << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	string str("hello");
    	ShowList();
    	ShowList(1);
    	ShowList(1, 'A');
    	ShowList(1, 'A', str);
    
    	return 0;
    }
    
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    1.通过递归调用的方式取出参数包中的内容

    //当参数包中没有任何参数的时候,会匹配这个函数,从而让我们跳出递归循环
    void ShowList()
    {
    	cout << endl;
    }
    
    // Args... args代表N个参数包(N >= 0)
    //增加一个模板参数T
    template <class T, class ...Args>
    void ShowList(const T& val, Args... args)
    {
    	cout << "ShowList("<<val<<", " << sizeof...(args) << "参数包)" <<" ";
        //通过递归推断我们参数包里面的元素
        //也就是用我们的val每次都取出参数包中的第一个参数,从而实现对于我们参数包的内容的读取
    	ShowList(args...);
    }
    
    int main()
    {
    
    	string str("hello");
        //第一个参数传给上面的val,后面的参数传给参数包
    	ShowList(1, 'A', str);
    	ShowList(1, 'A', str, 2, 3, 5.555);
    	return 0;
    }
    
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    这样我们的可变参数包就可以实现我们任意多个参数的传入和接收。

    2.列表初始化读取参数包中的内容

    template<class T>
    int PrintArg(const T& x)
    {
    	cout << x << " ";
    	return 0;
    }
    
    // Args... args代表N个参数包(N >= 0)
    template <class ...Args>
    void ShowList(Args... args)
    {
        //{}中有多少个值,我们的a就会开辟多大的空间,然后就会依次展开这个参数包中的内容,并且知道需要展开多少次
        //(因为我们的a在开辟的过程中会调用参数包的元素次构造函数,然后每一次构造的时候,就将参数包的一个元素展开,传入我们上面的PrintArg中,然后将我们PrintArg的返回值作为我们a[]中的元素)
        //然后再参数包展开的过程中,我们调用PrintArg(args),从而将已经展开的参数给打印出来
    	int a[] = { PrintArg(args)... };
    	cout << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	string str("hello");
    	ShowList(1, 'A', str);
    	ShowList(1, 'A', str, 2, 3, 5.555);
    
    	return 0;
    }
    
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    3.emplace的实现

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    这里使用万能引用,就能够灵活地引用各种左值和右值

    emplace_back和我们的push_back有什么区别?

    emplace_back可以接收多个参数,但是我们的push_back只能接收一个参数

    int main()
    {
    	// 没有区别
    	vector<int> v1;
    	v1.push_back(1);
    	v1.emplace_back(2);
    
        //这里我们的vector中存储的是pair类型的
    	vector<pair<zhuyuan::string, int>> v2;
        //如果是我们的push_back的话,我们一定只能传pair结构的对象进去
        //因为push_back只有一个参数
    	v2.push_back(make_pair("sort", 1));
    
        //但是如果是emplace_back的话,我们可以不make_pair,直接传一个参数包进去
        //因为我们的empalce_back可以有多个参数
    	v2.emplace_back(make_pair("sort", 1));
    	v2.emplace_back("sort", 1);
    	return 0;
    }
    
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    区别在于push_back的话,先需要make_pair,make_pair需要先构造一个pair对象,然后push_back这个pair对象,这个pair对象构造出来,有可能是左值,也可能是右值,然后push_back可能调用左值版本,或者是右值版本。
    也就是说,push_back的话,是构造+拷贝构造或者移动构造(左值走拷贝构造,右值走移动构造)

    如果是emplace_back的话,我拿到的是pair的参数包,我们可以直接将这个参数包一直一层层传递,传到最后的时候,直接用这个参数包去构造我们的pair。所以emplace_back在这种场景下会显得更加高效。

    代码验证:

    class Date
    {
    public:
        //构造函数
        Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
                :_year(year)
                , _month(month)
                , _day(day)
        {
            cout << "Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)" << endl;
        }
    
        //拷贝构造
        Date(const Date& d)
                :_year(d._year)
                , _month(d._month)
                , _day(d._day)
        {
            cout << "Date(const Date& d)" << endl;
        }
    
        //拷贝赋值
        Date& operator=(const Date& d)
        {
            cout << "Date& operator=(const Date& d))" << endl;
            return *this;
        }
    
    private:
        int _year;
        int _month;
        int _day;
    };
    
    int main()
    {
    	vector<Date> v3;
    	v3.push_back(Date(2022,11,16));
    
    	cout <<"---------------------------------"<<endl;
    	v3.emplace_back(2022, 11, 16);
    
        cout <<"---------------------------------"<<endl;
    	list<Date> lt1;
    	lt1.push_back(Date(2022, 11, 16));
    
    	cout << "---------------------------------" << endl;
    	lt1.emplace_back(2022,   11, 16);
    
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    从上面的运行结果来看,我们的再vector下并没有验证出来,但是在list的情况下,我们观察到emplace_back并没有拷贝构造,因为它是将我们的参数包一层层传到底层,然后再在底层用我们的可变参数包进行对象的构建。所以其中并没有拷贝构造的过程。

    所以在一定程度上,使用emplace_back比push_back更加高效,建议使用。

    九、lambda表达式

    像函数使用的对象/类型
    1.函数指针
    2.仿函数/函数对象
    3.lambda

    greater< int >与greater< int >()

    我们传类似于less或者是greater,什么时候我们要在其后面加上()?
    如果是下面这种情况,我们传递的是对象的话,我们就需要加上()
    也就是我们这里的compare comp,也就是写greater< int >()
    在这里插入图片描述
    那如果是这种模板参数传入类型的话,我们就不需要加上()
    也就是直接写==greater< int >==就可以了
    在这里插入图片描述

    之前我们的排序,我们需要将我们具体的排序法则传入

    struct Goods
    {
        string _name;  // 名字
        double _price; // 价格
        int _evaluate; // 评价
        //...
    
        Goods(const char* str, double price, int evaluate)
                :_name(str)
                , _price(price)
                , _evaluate(evaluate)
        {}
    };
    
    struct ComparePriceLess
    {
        bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
        {
            return gl._price < gr._price;
        }
    };
    
    struct ComparePriceGreater
    {
        bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
        {
            return gl._price > gr._price;
        }
    };
    
    int main()
    {
        vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
    
        sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());
        sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());
    }
    
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    这样非常麻烦,还要单独定义一个比较的函数作为参数传入。
    并且一个成员,我们就需要写两种比较方式,一种升序,一种降序,非常麻烦。
    这时,我们就可以使用lambda表达式进行优化。

    lambda表达式的语法

    lambda表达式书写格式:[capture-list] (parameters) mutable -> return-type {statement}
    (捕捉列表,参数列表,返回值类型,函数体实现)

    1. lambda表达式各部分说明:
      [capture-list] : 捕捉列表,该列表总是出现在lambda函数的开始位置,编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数,捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。

      (parameters):参数列表。与普通函数的参数列表一致,如果不需要参数传递,则可以连同()一起省略(无参的时候可以省略)。

      mutable:默认情况下,lambda函数总是一个const函数,mutable可以取消其常量性。使用该修饰符时,参数列表不可省略(即使参数为空)

      ->returntype:返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型,没有返回值时此部分可省略(一般都是不写的,让它自己推)。返回值类型明确情况下,也可省略,由编译器对返回类型进行推导。

      {statement}:函数体。在该函数体内,除了可以使用其参数外,还可以使用所有捕获到的变量。

    注意:
    在lambda函数定义中,参数列表和返回值类型都是可选部分,而捕捉列表和函数体可以为空。因此C++11中最简单的lambda函数为:[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。

    int main()
    {
    	// 两个数相加的lambda
        //捕捉列表,参数列表,返回值,函数体
        //这个对象没有明确的类型名称,这里我们先使用auto传给add1
    	auto add1 = [](int a, int b)->int{return a + b; };
    	//然后像普通函数一样去用就可以了。
    	cout << add1(1, 2) << endl;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    或者是省略返回值

    int main()
    {
    	// 省略返回值
    	auto add2 = [](int a, int b){return a + b; };
    	cout << add2(1, 2) << endl;
    }
    
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    在这里插入图片描述

    交换变量的lambda

    int main()
    {
    	// 交换变量的lambda
    	int x = 0, y = 1;
    	//捕捉列表,参数列表,返回值类型,函数体
    	auto swap1 = [](int& x1, int& x2)->void{int tmp = x1; x1 = x2; x2 = tmp; };
    	swap1(x, y);
    	cout << x << ":" << y << endl;
    }
    
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    lambda可以定义在局部,作为一个简单的函数。
    交换变量还可以像下面这样写

    int main()
    {
    	// 交换变量的lambda
    	int x = 0, y = 1;
    
    	auto swap2 = [](int& x1, int& x2)
    	{
    		int tmp = x1;
    		x1 = x2;
    		x2 = tmp;
    	};
    
    	swap2(x, y);
    	cout << x << ":" << y << endl;
    }
    
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    不传参数交换x,y
    我们可以不传参数,然后写一个捕捉列表

    
    int main()
    {
    
    	// 交换变量的lambda
    	int x = 0, y = 1;
        //捕捉列表只能捕捉和lambda同一个作用域中的对象
    	// 不传参数交换x y的lambda  -- 捕捉列表
    	// 默认捕捉的对象不能修改,我们需要加上参数mutable,让其变成可变的
        // 虽然我们将x,y捕捉过来了,但是我们这里的捕捉是传值捕捉,并不会修改x,y本身。
        // 形参不影响实参!
    	auto swap3 = [x, y]()mutable
    	{
    		int tmp = x;
    		x = y;
    		y = tmp;
    	};
    
    	swap3();
    	cout << x << ":" << y << endl;
    }
    
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    我们可以使用传引用捕捉的方式,让我们的x,y发生交换

    int main()
    {
    
    	// 交换变量的lambda
    	int x = 0, y = 1;
    	
    	//传引用捕捉
    	auto swap3 = [&x, &y]
    	{
    		int tmp = x;
    		x = y;
    		y = tmp;
    	};
    	swap3();
    	cout << x << ":" << y << endl;
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述

    然后我们上面的代码就可以这样修改来改成我们的lambda表达式的版本,来对我们的商品进行排序

    int main()
    {
        vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
        //按照名字进行升序排序
        sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._name < g2._name;});
        //按照名字进行降序排序
        sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._name > g2._name;});
        //按照价格的升序排序
        sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._price < g2._price;});
        //按照价格的降序排序
        sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._price > g2._price;});
    }
    
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    捕捉列表的说明

    捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用,以及使用的方式传值还是传引用。
    [var]:表示值传递方式捕捉变量var
    [=]:表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
    [&var]:表示引用传递捕捉变量var
    [&]:表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
    [this]:表示值传递方式捕捉当前的this指针

    注意:
    a. 父作用域指包含lambda函数的语句块

    b. 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成,并以逗号分割。
    比如:
    [=, &a, &b]:以引用传递的方式捕捉变量a和b,值传递方式捕捉其他所有变量。(所有变量都以传值捕捉,但是a和b用引用捕捉)
    [&,a, this]:值传递方式捕捉变量a和this,引用方式捕捉其他变量

    c. 捕捉列表不允许变量重复传递,否则就会导致编译错误。
    比如:[=, a]:=已经以值传递方式捕捉了所有变量,捕捉a重复

    d. 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空

    e. 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量,捕捉任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译报错。

    f. lambda表达式之间不能相互赋值,即使看起来类型相同

    举例:

    int main()
    {
        int a,b,c,d,e;
        a=b=c=d=e=1;
        //全部传值捕捉
        auto f1=[=](){
            cout<<a<<b<<c<<d<<e<<endl;
        };
        f1();
    
        //混合捕捉
        a=b=c=d=e=1;
        auto f2=[=,&a](){
            a++;
            cout<<a<<b<<c<<d<<e<<endl;
        };
        f2();
    
        //混合捕捉
        a=b=c=d=e=1;
        auto f3=[&,a](){
            b++;
            c++;
            d++;
            e++;
            cout<<a<<b<<c<<d<<e<<endl;
        };
        f3();
        return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    lambda可以捕捉父作用域的变量

    int main()
    {
        int a,b,c,d,e;
        a=b=c=d=e=1;
        //混合捕捉
        a=b=c=d=e=1;
    
        if(a)
        {
            //混合捕捉
            auto f4=[&,a](){
                b++;
                c++;
                d++;
                e++;
                cout<<a<<b<<c<<d<<e<<endl;
            };
            f4();
        }
        return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述

    这里的父作用域值得是其lambda所在的函数,指的是当前函数所在的栈帧里面的变量。

    int f=1;
    int main()
    {
        int a,b,c,d,e;
        a=b=c=d=e=1;
        //混合捕捉
        a=b=c=d=e=1;
    
        if(a)
        {
            //混合捕捉
            auto f4=[&,a](){
                b++;
                c++;
                d++;
                e++;
                f++;
                cout<<a<<b<<c<<d<<e<<f<<endl;
            };
            f4();
        }
        return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述

    这里我们观察到这里的全局变量也是可以捕捉到的。全局变量在数据段,静态区,哪个位置都能够调用到全局变量。

    下面这样写的话就捕捉不到了

    void func()
    {
        int a,b,c,d,e;
        a=b=c=d=e=1;
    }
    int main()
    {
        func();
        auto f4=[&,a](){
            b++;
            c++;
            d++;
            e++;
            cout<<a<<b<<c<<d<<e<<endl;
        };
        f4();
    }
    
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    1.对象的生命周期和存储区域有关系
    2.对象的作用域会受全局,局部,类域,命名空间域的影响
    作用域关联的是编译器编译的时候,用的地方能否找到的问题
    现在自己所属的域里面去找,然后再去全局去找,找不到就报错。

    捕捉列表本质上是在传参,然后看我们的捕捉列表中的写法,让有的参数传值,有的参数传引用

    lambda是怎么实现的

    class Rate
    {
    public:
        Rate(double rate): _rate(rate)
        {}
        double operator()(double money, int year)
        { return money * _rate * year;}
    private:
        double _rate;
    };
    int main() {
    // 函数对象
        double rate = 0.49;
        Rate r1(rate);
        r1(10000, 2);
    // lambda
        auto r2 = [=](double monty, int year) -> double {return monty * rate * year;};
        r2(10000, 2);
        return 0;
    }
    
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    所以lambda调用的时候是operate()
    底层是将lambda转换成一个仿函数对象的类,然后这个类的名称是lambda_uuid。

    //lambda_uuid
    class lambda_xxx
    {
    };
    
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    这里(call)调用的函数是lambda::再加上UUID(唯一标识符(基本上是唯一的)),防止我们的lambda因为重名而出现不必要的错误。
    然后你捕捉的参数都是通过传参传进去的。
    在这里插入图片描述

    所以说lambd的底层其实就是一个仿函数

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    所以这里的lambda对于我们来说是匿名的,但是对于编译器来说其实是有名字的。

    lambda不能互相赋值的问题,由我们上面的原理中可以知道,我们两个不同的lambda的uuid是不同的,是两个不同的类型,所以不能相互赋值。

    void (*PF)();
    int main()
    {
        auto f1 = []{cout << "hello world" << endl; };
        auto f2 = []{cout << "hello world" << endl; };
    //f1 = f2; // 编译失败--->提示找不到operator=()
    // 允许使用一个lambda表达式拷贝构造一个新的副本
        auto f3(f2);
        f3();
    // 可以将lambda表达式赋值给相同类型的函数指针
        PF = f2;
        PF();
        return 0;
    }
    
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    十、包装器

    function包装器

    function包装器 也叫作适配器。C++中的function本质是一个类模板,也是一个包装器。

    template<class F, class T>
    T useF(F f, T x)
    {
        static int count = 0;
        cout << "count:" << ++count << endl;
        cout << "count:" << &count << endl;
        return f(x);
    }
    
    double f(double i)
    {
        return i / 2;
    }
    struct Functor
    {
        double operator()(double d)
        {
            return d / 3;
        }
    };
    int main()
    {
        //这里我们传参的时候第一个参数不同,第二个参数一样
        // 函数指针
        cout << useF(f, 11.11) << endl;
        // 函数对象
        cout << useF(Functor(), 11.11) << endl;
        // lamber表达式
        cout << useF([](double d)->double{ return d/4; }, 11.11) << endl;
        return 0;
    }
    
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    这里我们观察到我们的类模板被实例化成了三份
    在这里插入图片描述

    那有没有办法只实例化成一份呢?
    我们就需要使用包装器将其包装一下
    (比方说我们送礼,可以用红包包装一下,这样你红包给的多还是给得少就不会有影响了)

    那为什么一定要包装呢?
    比防说遇到事件响应问题,这里我们需要先知道什么是事件?
    就是发生了某个行为(我们按了一个快捷键组合,对应的就需要有一个响应,比方说ctrl+c就会复制)
    比方说map,也就是我们输入了一个string,也就是我们的快捷键,我们就需要从map中查找到对应的函数,并执行对应的函数,这样我们就能够做到事件响应。
    (或者比方说网络中的增删查改,你传入一个命令,它就要执行对应的操作。)
    我们这里对应的行为是一个函数调用,这里的函数调用可能是函数指针,也可能是函数对象,或者是lambda表达式对象,那么我们这里的map的函数这里的类型应该如何去定义呢?
    这里我们就需要用到包装器进行包装。

    std::function在头文件<functional>
    // 类模板原型如下
    template <class T> function; // undefined
    template <class Ret, class... Args>
    class function<Ret(Args...)>;
    
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    模板参数说明:
    Ret: 被调用函数的返回类型(返回值的类型)
    Args…:被调用函数的形参(可变参数的参数包,参数包作为函数的参数包)

    那我们如何包装呢

    // 使用方法如下:
    #include 
    int f(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
    struct Functor
    {
    public:
        int operator() (int a, int b)
        {
            return a + b;
        }
    };
    class Plus
    {
    public:
        static int plusi(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }
        double plusd(double a, double b)
        {
            return a + b;
        }
    };
    int main()
    {
        // 函数名(函数指针)
        std::function<int(int, int)> func1 = f;
        cout << func1(1, 2) << endl;
        
        // 函数对象
        std::function<int(int, int)> func2 = Functor();
        cout << func2(1, 2) << endl;
        
        // lamber表达式
        std::function<int(int, int)> func3 = [](const int a, const int b)
        {return a + b; };
        cout << func3(1, 2) << endl;
    
        //绑定静态的
        // 类的成员函数
        std::function<int(int, int)> func4 = Plus::plusi;
        cout << func4(1, 2) << endl;
        
        //绑定非静态的,需要加&
        std::function<double(Plus, double, double)> func5 = &Plus::plusd;
        //成员函数的指针不能直接调用,需要用对象去调用,所以我们需要传一个对象进去
        cout << func5(Plus(), 1.1, 2.2) << endl;
        return 0;
    }
    
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    然后我们使用包装器解决我们上面模板多次实例化的问题

    #include 
    template<class F, class T>
    T useF(F f, T x)
    {
        static int count = 0;
        cout << "count:" << ++count << endl;
        cout << "count:" << &count << endl;
        return f(x);
    }
    double f(double i)
    {
        return i / 2;
    }
    struct Functor
    {
        double operator()(double d)
        {
            return d / 3;
        }
    };
    int main()
    {
        // 函数名
        std::function<double(double)> func1 = f;
        cout << useF(func1, 11.11) << endl;
    // 函数对象
        std::function<double(double)> func2 = Functor();
        cout << useF(func2, 11.11) << endl;
    // lamber表达式
        std::function<double(double)> func3 = [](double d)->double{ return d /4; };
        cout << useF(func3, 11.11) << endl;
        return 0;
    }
    
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    包装器的一些应用场景

    https://leetcode.cn/problems/evaluate-reverse-polish-notation/

    这是我们之前的解题思路

    https://blog.csdn.net/weixin_62684026/article/details/127023299

    然后在我们学习了C++11之后,我们就可以这样写了
    这里写的就是一个类似于事件响应的代码。

    class Solution {
    public:
        int evalRPN(vector<string>& tokens) {
            stack<long long> st;
            //生成一个包装器,参数是long long ,返回值也是long long
            map<string,function<long long(long long,long long)>> opFuncMap=
            {
                //四个pair,多个pair的初始化列表直接使用initializer_list构造初始化
                {"+",[](long long a,long long b){return a+b;}},
                {"-",[](long long a,long long b){return a-b;}},
                {"*",[](long long a,long long b){return a*b;}},
                {"/",[](long long a,long long b){return a/b;}}
            };
    
            for(auto& str:tokens)
            {
                if(opFuncMap.count(str))//操作符
                {
                    //返回对应的lambda
                    //栈中先出来的是右操作数,后出来的是左操作数
                    long long right=st.top();
                    st.pop();
                    long long left=st.top();
                    st.pop();
                    st.push(opFuncMap[str](left,right));
                }
                else//操作数
                {
                    //将其转换成longlong 类型再入栈
                    st.push(stoll(str));
                }
            }
            return st.top();
        }
    };
    
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    函数指针和仿函数可以写出实实在在的类型,但是lambda写不出类型,因为lambda函数对我们的使用者而言是匿名的,但是因为lambda可以用包装器包装,所以可以用包装器去包装lambda之后,然后使用我们的lambda。

    绑定bind

    std::bind函数定义在头文件中,是一个函数模板,它就像一个函数包装器(适配器),接受一个可调用对象(callable object),生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。一般而言,我们用它可以把一个原本接收N个参数的函数fn,通过绑定一些参数,返回一个接收M个(M可以大于N,但这么做没什么意义)参数的新函数。同时,使用std::bind函数还可以实现参数顺序调整等操作。
    (包装器是将我们的函数包装成一个统一类型)
    (绑定可以认为是一个适配器,是对于参数进行适配的,调整参数)

    // 原型如下:
    template <class Fn, class... Args>
    /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);
    // with return type (2)
    template <class Ret, class Fn, class... Args>
    /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);
    
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    可以将bind函数看作是一个通用的函数适配器,它接受一个可调用对象,生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。
    调用bind的一般形式:auto newCallable = bind(callable,arg_list);
    其中,newCallable本身是一个可调用对象,arg_list是一个逗号分隔的参数列表,对应给定的callable的参数。当我们调用newCallable时,newCallable会调用callable,并传给它arg_list中的参数。
    arg_list中的参数可能包含形如_n的名字,其中n是一个整数,这些参数是“占位符”,表示newCallable的参数,它们占据了传递给newCallable的参数的“位置”。数值n表示生成的可调用对象中参数的位置:_1为newCallable的第一个参数,_2为第二个参数,以此类推
    在这里插入图片描述
    (第一个参数为函数,第二个参数为参数包)
    在这里插入图片描述

    (用来确定你要绑定的参数和不绑定的参数)

    1.绑定参数调整顺序

    using namespace placeholders;
    int main()
    {
    //    function funcPlus=Plus;
    //    function funcSub=&Sub::sub;
    //    map> opFuncMap=
    //    {
    //            {'+', Plus},
    //            {'-',&Sub::sub}
    //    };
    
        int x=10,y=2;
        Div(x,y);
        //假设我们想要调整div的参数的顺序
        //第一个参数是可调用对象
        //你要调整的是形参,调整的不是实参
        //我们这里用占位去代表形参_1代表第一个参数,_2代表第二个参数,以此类推
        //调整顺序
        //_1 _2……是定义在命名空间中的,代表绑定函数对象的形参,1代表第一个形参,_2代表第二个形参,以此类推
    //    bind(Div,placeholders::_1,placeholders::_2);
    //要么让编译器自动推断
        auto bindFunc1=bind(Div,_1,_2);
        //或者这样写
        function<int(int,int)> bindFunc2=bind(Div,_1,_2);
        //然后我们想要调整形参的话,需要这样写
        function<int(int,int)> bindFunc3=bind(Div,_2,_1);
    
        cout<<bindFunc1(x,y)<<endl;
        cout<<bindFunc2(x,y)<<endl;
        cout<<bindFunc3(x,y)<<endl;
    }
    
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    所以及时你这里交换了顺序,_1依旧代表的是第一个参数,_2代表的是第二个参数。

    2.绑定参数的个数

    #include 
    #include 
    #include 
    using namespace std;
    #include 
    
    int Div(int a,int b)
    {
        return a/b;
    }
    //普通的全局函数
    int Plus(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
    
    int Mul(int a, int b,int rate)
    {
        return a * b* rate;
    }
    
    //如果这里的Sub是一个成员函数
    class Sub
    {
    public:
        //成员函数
        int sub(int a, int b)
        {
            return a - b;
        }
    };
    
    using namespace placeholders;
    int main()
    {
        //调整这个数,绑定死固定参数
        function<int(int,int)> funcPlus=Plus;
        function<int(int,int)> funcDiv=Div;
        //将三个参数绑定成两个参数
        function<int(int,int)> funcSub=bind(&Sub::sub,Sub(),_1,_2);
        //这里我们直接将这个第三个参数给定为1
        function<int(int,int)> funcMul=bind(Mul,_1,_2,1);
        map<string,function<int(int,int)>> opFuncMap=
        {
                {"+", funcPlus},
                {"-",funcSub},
                {"*",funcMul},
                {"/",funcDiv}
        };
    
        cout<<funcPlus(1,2)<<endl;
        cout<<funcSub(1,2)<<endl;
        cout<<funcMul(1,2)<<endl;
        cout<<funcDiv(5,2)<<endl;
        
        cout<<opFuncMap["+"](1,2)<<endl;
        cout<<opFuncMap["-"](1,2)<<endl;
        cout<<opFuncMap["*"](1,2)<<endl;
        cout<<opFuncMap["/"](5,2)<<endl;
    }
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_62684026/article/details/127893764