第 9 章 其他杂项

9.1 新类型

long long int

long long int 并不是 C++11 最先引入的,其实早在 C99, long long int 就已经被纳入 C 标准中,所以大部分的编译器早已支持。 C++11 的工作则是正式把它纳入标准库, 规定了一个 long long int 类型至少具备 64 位的比特数。

9.2 noexcept 的修饰和操作

C++ 相比于 C 的一大优势就在于 C++ 本身就定义了一套完整的异常处理机制。 然而在 C++11 之前,几乎没有人去使用在函数名后书写异常声明表达式, 从 C++11 开始,这套机制被弃用,所以我们不去讨论也不去介绍以前这套机制是如何工作如何使用, 你更不应该主动去了解它。

C++11 将异常的声明简化为以下两种情况:

  1. 函数可能抛出任何异常
  2. 函数不能抛出任何异常

并使用 noexcept 对这两种行为进行限制,例如:

void may_throw(); // 可能抛出异常
void no_throw() noexcept; // 不可能抛出异常

使用 noexcept 修饰过的函数如果抛出异常,编译器会使用 std::terminate() 来立即终止程序运行。

noexcept 还能够做操作符,用于操作一个表达式,当表达式无异常时,返回 true,否则返回 false

#include <iostream>
void may_throw() {
throw true;
}
auto non_block_throw = []{
may_throw();
};
void no_throw() noexcept {
return;
}

auto block_throw = []() noexcept {
no_throw();
};
int main()
{
std::cout << std::boolalpha
<< "may_throw() noexcept? " << noexcept(may_throw()) << std::endl
<< "no_throw() noexcept? " << noexcept(no_throw()) << std::endl
<< "lmay_throw() noexcept? " << noexcept(non_block_throw()) << std::endl
<< "lno_throw() noexcept? " << noexcept(block_throw()) << std::endl;
return 0;
}

noexcept 修饰完一个函数之后能够起到封锁异常扩散的功效,如果内部产生异常,外部也不会触发。例如:

try {
may_throw();
} catch (...) {
std::cout << "捕获异常, 来自 my_throw()" << std::endl;
}
try {
non_block_throw();
} catch (...) {
std::cout << "捕获异常, 来自 non_block_throw()" << std::endl;
}
try {
block_throw();
} catch (...) {
std::cout << "捕获异常, 来自 block_throw()" << std::endl;
}

最终输出为:

捕获异常, 来自 my_throw()
捕获异常, 来自 non_block_throw()

9.3 字面量

原始字符串字面量

传统 C++ 里面要编写一个充满特殊字符的字符串其实是非常痛苦的一件事情, 比如一个包含 HTML 本体的字符串需要添加大量的转义符, 例如一个Windows 上的文件路径经常会:C:\\File\\To\\Path

C++11 提供了原始字符串字面量的写法,可以在一个字符串前方使用 R 来修饰这个字符串, 同时,将原始字符串使用括号包裹,例如:

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
std::string str = R"(C:\File\To\Path)";
std::cout << str << std::endl;
return 0;
}

自定义字面量

C++11 引进了自定义字面量的能力,通过重载双引号后缀运算符实现:

// 字符串字面量自定义必须设置如下的参数列表
std::string operator"" _wow1(const char *wow1, size_t len) {
return std::string(wow1)+"woooooooooow, amazing";
}

std::string operator"" _wow2 (unsigned long long i) {
return std::to_string(i)+"woooooooooow, amazing";
}

int main() {
auto str = "abc"_wow1;
auto num = 1_wow2;
std::cout << str << std::endl;
std::cout << num << std::endl;
return 0;
}

自定义字面量支持四种字面量:

  1. 整型字面量:重载时必须使用 unsigned long longconst char *、模板字面量算符参数,在上面的代码中使用的是前者;
  2. 浮点型字面量:重载时必须使用 long doubleconst char *、模板字面量算符;
  3. 字符串字面量:必须使用 (const char *, size_t) 形式的参数表;
  4. 字符字面量:参数只能是 char, wchar_t, char16_t, char32_t 这几种类型。

9.4 内存对齐

C++ 11 引入了两个新的关键字 alignofalignas 来支持对内存对齐进行控制。 alignof 关键字能够获得一个与平台相关的 std::size_t 类型的值,用于查询该平台的对齐方式。 当然我们有时候并不满足于此,甚至希望自定定义结构的对齐方式,同样,C++ 11 还引入了 alignas 来重新修饰某个结构的对齐方式。我们来看两个例子:

#include <iostream>

struct Storage {
char a;
int b;
double c;
long long d;
};

struct alignas(std::max_align_t) AlignasStorage {
char a;
int b;
double c;
long long d;
};

int main() {
std::cout << alignof(Storage) << std::endl;
std::cout << alignof(AlignasStorage) << std::endl;
return 0;
}

其中 std::max_align_t 要求每个标量类型的对齐方式严格一样,因此它几乎是最大标量没有差异, 进而大部分平台上得到的结果为 long double,因此我们这里得到的 AlignasStorage 的对齐要求是 8 或 16。

总结

本节介绍的几个特性是从仍未介绍的现代 C++ 新特性里使用频次较靠前的特性了,noexcept 是最为重要的特性,它的一个功能在于能够阻止异常的扩散传播,有效的让编译器最大限度的优化我们的代码。