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C++ 最新版：探究 C++20 的新特性和改进
2023-07-04 17:52:50 深夜i     --     --
C++20 新特性 改进 探究 最新版

2020年，C++迎来了新的版本C++20，这又给广大的C++程序员带来了许多新的特性和改进，使得编程更加高效、简单，且代码可读性更强。下面我们将探究C++20的这些新特性和改进。

一、概览

先来一次最新的概览。C++20的新特性主要有以下几个方面：

1. Core Language（核心语言）：concept、ranges、spaceship operator等。

2. Library（标准库）：span、parallel algorithms、std::format、std::barrier等。

3. Modules（模块）：模块化编程方式。

4. Concurrency（并行编程）：对lamda表达式的扩展。

5. Language Evolution（语言演进）：提出语法设计原则，如不变性、拓展性等。

另外，C++20还有许多小改进，涉及到了各种方面，包括constexpr if简化if语句、inline Variable（内联变量）、强制转换的约束、改进了异常处理等等。我们把这些重要的改进详细地讨论如下。

二、Core Language

1. Concept（概念）

C++20中最重要的改进就是Concept概念。Concept就是一种模板参数的约束，这让我们可以更简单地定义模板函数和类并提高类型检查。Concept的主要作用有：

- 约束模板参数及其成员

- 使得错误信息更容易理解

- 支持线性定义约束。

2. Ranges（范围）

Range是一种新的标准库组件，它提供了一种新的遍历集合元素的方式。与一般的容器不同，范围可以是不连续存储的元素序列。一般情况下，STL算法和连续存储的序列（如std::vector）紧密相关，但STL算法的适用范围应该可以扩展到容器之外，这就是ranges库要解决的问题。Range定义了begin()和end()方法，可以处理所有集合类型，比如std::array、std::vector和std::string。

3. Spaceship Operator（飞船操作符）

飞船操作符是三向比较符（<=>），C++20中引入了它，使得对象能够进行三向比较操作。飞船操作符返回以下三种结果之一：less-than、equal-to、greater-than，并通过我们自己定义的无符号类型，使得类型稳定性和安全性都有保障。

三、Library

1. Span

Span是一种C++20标准库组件，提供一种非固定的、连续的内存区域的视图。Span隐含的指针，并不拥有它所引用的任何资源，所以使用Span时需要确保内存区域的生命周期。

2. Parallel Algorithms

C++20标准库中还引入了一个函数库，称为“Parallel Algorithms”，它包含了一组用于parallel数据处理的函数，提高程序的速度和效率。

3. std::format

std::format可以让我们更加简单地输出数据，应该说它已经成为C++20的一个标准库函数了。

4. std::barrier

std::barrier是C++20标准库中的一个新类，是对平行程序中阻塞和等待的一种实现。

四、Modules

模块化编程方式是C++20的一个重要改进，它使得C++程序员能够只引入需要的头文件，减少了编译过程，起到了加速编译的效果。

五、Concurrency

并行编程是一个越来越流行的编程方式，C++20为我们带来了两个新特性：init capture和绑定（bind）。

1. init capture

init capture是一个用来截获this指针以及任意数量的其他变量的新特性，在lambda表达式中显示的使用。

2. 绑定

C++20也支持用std::bind来实现多参数函数的简单绑定，std::bind的第一个参数是原函数或者函数对象，之后的参数就可以替代原函数的参数，达到简化调用的目的。

六、小改进

1. 强制转换的约束

C++20引入了新的Casts API，约束了数据类型之间的转换，防止了许多错误发生。

2. constexpr if简化if语句

constexpr if是一个关键字，可以用于代替常见的if语句，用它代替条件，可以显著简化代码。

3. Inline Variable

引入了内联变量，使得我们可以定义一些常量而不需要在运行时在其上跑函数。

4. 异常处理改进

C++20简化了异常的处理，减小了代码冗余度。

总结

C++20的新特性和改进使得C++编程变得更加简单、高效、稳定、安全性等方面都得到了进一步升级，而C++20的标准库更新和格式化输出等改进，也进一步解放了C++程序员的生产力，推动了C++的广泛应用和发展。C++20的引入使我们的编程更加快乐，也使C++这一经典语言更加优秀。

  
  

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