C++17

C++17 是C++标准委员会于2017年制定的标准（ISO/IEC 14882），接替C++14标准，后被C++20标准取代。

**历史**
在C++标准委员会制定此次的三年期标准之前，C++17标准的发布日期是不确定的。在这段日期中，C++17草案（draft）也被称为C++1z，正如C++11草案名C++0x或C++1x，C++14草案名C++1y。C++17标准于2017年3月完成国际标准草案（Draft International Standard DIS）阶段，并于同年12月完成最终标准发布。17标准对C++语法进行了加强，并对标准模板库进行了些许修改，如给库中算法增加了执行策略execution以支持并行计算。

**新功能**
 静态断言static_assert无需提供出错信息- 移除 trigraphs- 具有模板形式的模板（template template）参数允许使用 typename（之前仅允许使用 class）- std::uncaught_exceptions 取代 std::uncaught_exception- 变长参数模板的Folding运算- 容器存取操作表示方法的统一化（Uniform container access）- 连续型迭代器（Contiguous Iterators）- 新增特殊数学函数- 引进Library Fundamentals TS I中的内容

**新的语言特性**

**类模板的模板参数推导**
模板类构造函数能自动推导模板参数的类型(Class template argument deduction, CTAD)。例如允许以pair(5.0, false) 取代pair(5.0, false)
template 
struct MyContainer {
T val;
MyContainer() : val{} {}
MyContainer(T val) : val{val} {}
// ...
};
MyContainer c1 {1}; // OK MyContainer
MyContainer c2; // OK MyContainer
任何指定变量或变量模板的初始化的声明，其声明的类型是类模板（可能是 cv 限定的）。如std::pair p(2, 4.5);     // deduces to std::pair p(2, 4.5);
new表达式，如templatestruct A{ A(T, T);}; auto y = new A{1, 2}; // allocated type is A

**用auto声明非类型模板参数**
依据auto的推到规则，在可允许类型的非类型模板参数情况下，可从实参类型推导出模板参数：
template 
struct my_integer_sequence {
// Implementation here ...
};
// Explicitly pass type `int` as template argument.
auto seq = std::integer_sequence();
// Type is deduced to be `int`.
auto seq2 = my_integer_sequence();

**折叠表达式**
折叠表达式在运算符上执行模板参数包的展开计算。
*单元折叠：形如 (... op e) or (e op ...)表达式，其中 op 是折叠运算符，e 是未展开的模板参数包。
*二元折叠：形如(e1 op ... op e2)表达式， 其中 op 是折叠运算符，e1或e2 是未展开的模板参数包。
template 
bool logicalAnd(Args... args) {
// Binary folding.
return (true && ... && args);
}
bool b = true;
bool& b2 = b;
logicalAnd(b, b2, true); // == true
template 
auto sum(Args... args) {
// Unary folding.
return (... + args);
}
sum(1.0, 2.0f, 3); // == 6.0

**大括号初始化列表的新的自动推导规则**
以前auto x {3}; 将被推导为std::initializer_list, 现在推导为int。
auto x1 {1, 2, 3}; // error: not a single element
auto x2 = {1, 2, 3}; // x2 is std::initializer_list
auto x3 {3}; // x3 is int
auto x4 {3.0}; // x4 is double

**constexpr lambda**
auto identity = (int n) constexpr { return n; };
static_assert(identity(123) == 123);
constexpr auto add = (int x, int y) {
auto L = = { return x; };
auto R = = { return y; };
return = { return L() + R(); };
};
static_assert(add(1, 2)() == 3);
constexpr int addOne(int n) {
return n { return n + 1; }();
}
static_assert(addOne(1) == 2);

**Lambda函数中按值捕获this指针**
以前this指针在lambda函数只能按引用捕获。现在 *this 捕获对象的副本，而 this (C++11)继续捕获引用。
struct MyObj {
int value {123};
auto getValueCopy() {
return *this { return value; };
}
auto getValueRef() {
return this { return value; };
}
};
MyObj mo;
auto valueCopy = mo.getValueCopy();
auto valueRef = mo.getValueRef();
mo.value = 321;
valueCopy(); // 123
valueRef(); // 321

**内联变量**
过去关键字inline可用于函数声明，现在也可以用于变量声明，表示函数或定义可定义（但内容必须完全相同）多次。这允许在头文件中定义一个内联变量。- 内联的函数或变量必须在编译单元内可达（但不一定在访问点之前）- 在每个编译单元中都是内联声明的- 内联变量必须是静态存储器（类静态成员或命名空间作用域变量），不能用于块作用域变量或函数作用域变量。
struct S {
S() : id{count++} {}
~S() { count--; }
int id;
static inline int count{0}; // declare and initialize count to 0 within the class
};

**嵌套的命名空间**
如下：
namespace A {
namespace B {
namespace C {
int i;
}
}
}
//The code above can be written like this:
namespace A::B::C {
int i;
}

**结构化绑定**
变量定义初始化时，允许形如 auto  x, y, z  = expr;，其中expr的“元组类似的对象”包括std::tuple, std::pair, std::array等聚合结构。
using Coordinate = std::pair;
Coordinate origin() {
return Coordinate{0, 0};
}
const auto  x, y  = origin();
x; // == 0
y; // == 0
std::unordered_map mapping {
{"a", 1},
{"b", 2},
{"c", 3}
};
// Destructure by reference.
for (const auto& key, value : mapping) {
// Do something with key and value
}

**带初始化的选择语句**
if和switch语句允许如下的变量声明和初始化：
{
std::lock_guard lk(mx);
if (v.empty()) v.push_back(val);
}
// vs.
if (std::lock_guard lk(mx); v.empty()) {
v.push_back(val);
}
Foo gadget(args);
switch (auto s = gadget.status()) {
case OK: gadget.zip(); break;
case Bad: throw BadFoo(s.message());
}
// vs.
switch (Foo gadget(args); auto s = gadget.status()) {
case OK: gadget.zip(); break;
case Bad: throw BadFoo(s.message());
}

**constexpr if**
//适用场景1：简化模版偏特化的写法
template 
constexpr bool isIntegral() {
if constexpr (std::is_integral::value) {
return true;
} else {
return false;
}
}
static_assert(isIntegral() == true);
static_assert(isIntegral() == true);
static_assert(isIntegral() == false);
struct S {};
static_assert(isIntegral() == false);
//适用场景2：编写变参模版函数
template
int Sum()
{
if constexpr(0 == sizeof...(Ns))
return N;
else
return N+Sum ();
}
//使用场景3：替代enable_if。编写模板函数时，经常要使用enable_if语句来进行静态类型检查，保证模板输入的类型满足某种要求
template 
bool IsOdd(T input){
if constexpr (std::is_integral::value) //
return static_cast(input % 2);
}

**utf8字面量**
如下：
char x = u8'x';

**枚举类型变量直接用大括号初始化**
enum byte : unsigned char {};
byte b {0}; // OK
byte c {-1}; // ERROR
byte d = byte{1}; // OK
byte e = byte{256}; // ERROR

**fallthrough, nodiscard, maybe_unused特性**
C++17 引入了3个特性（attribute）: fallthrough, nodiscard, maybe_unused.
//fallthrough指示编译器直通一个switch语句：
switch (n) {
case 1: 
// ...
fallthrough
case 2:
// ...
break;
}
//nodiscard引发一个警告，当具有该特性的函数或类的返回值被忽略：
nodiscard bool do_something() {
return is_success; // true for success, false for failure
}
do_something(); // warning: ignoring return value of 'bool do_something()',
// declared with attribute 'nodiscard'
// Only issues a warning when `error_info` is returned by value.
struct nodiscard error_info {
// ...
};
error_info do_something() {
error_info ei;
// ...
return ei;
}
do_something(); // warning: ignoring returned value of type 'error_info',
// declared with attribute 'nodiscard'
//maybe_unused告诉编译器变量或参数可能未被使用：
void my_callback(std::string msg, maybe_unused bool error) {
// Don't care if `msg` is an error message, just log it.
log(msg);
}

**__has_include运算符**
__has_include运算符用在#if 和 #elif表达式，以检查是否一个头文件或源文件可否包含。
//下例有两个相同作用的头文件，如果主文件不能包含， 就使用backup/experimental头文件：
#ifdef __has_include
#  if __has_include()
#    include 
#    define have_optional 1
#  elif __has_include()
#    include 
#    define have_optional 1
#    define experimental_optional
#  else
#    define have_optional 0
#  endif
#endif
//也可以用在不同位置、不同名字但具有相同地位的头文件的包含：
#ifdef __has_include
#  if __has_include()
#    include 
#    include 
#  elif __has_include()
#    include 
#    include 
#  else
#    error No suitable OpenGL headers found.
# endif
#endif

**新的库特性**

**std::variant**
std::variant模板类实现了类型安全的union
std::variant v{ 12 };
std::get(v); // == 12
std::get(v); // == 12
v = 12.0;
std::get(v); // == 12.0
std::get(v); // == 12.0

**std::optional**
std::optional类模板可能包含一个值或者可能不包含值：
std::optional create(bool b) {
if (b) {
return "Godzilla";
} else {
return {};//或者 return std::nullopt;
}
}
create(false).has_value();//返回true或false
*create(false);//返回值；如果无值，则返回T()
create(false).value_or("empty"); // == "empty"
create(true).value(); // == "Godzilla"
// optional-returning factory functions are usable as conditions of while and if
if (auto str = create(true)) {
// ...
}

**std::any**
std::any模板类是类型安全的包含任何类型的值：
std::any x {5};
x.has_value() // == true
std::any_cast(x) // == 5
std::any_cast(x) = 10;
std::any_cast(x) // == 10

**std::string_view**
std::string_view类是不拥有字符串的情况可以读取其值：
// Regular strings.
std::string_view cppstr {"foo"};
// Wide strings.
std::wstring_view wcstr_v {L"baz"};
// Character arrays.
char array3 = {'b', 'a', 'r'};
std::string_view array_v(array, std::size(array));
std::string str {"   trim me"};
std::string_view v {str};
v.remove_prefix(std::min(v.find_first_not_of(" "), v.size()));
str; //  == "   trim me"
v; // == "trim me"
std::string_view不提供c_str()成员函数。

**std::invoke**
std::invoke用于调用“可调用对象”。
template 
class Proxy {
Callable c;
public:
Proxy(Callable c): c(c) {}
template 
decltype(auto) operator()(Args&&... args) {
// ...
return std::invoke(c, std::forward(args)...);
}
};
auto add = (int x, int y) {
return x + y;
};
Proxy p {add};
p(1, 2); // == 3

**std::apply**
std::apply把std::tuple参数应用于可调用对象：
auto add = (int x, int y) {
return x + y;
};
std::apply(add, std::make_tuple(1, 2)); // == 3

**std::filesystem**
std::filesystem可操作文件、目录、路径：
const auto bigFilePath {"bigFileToCopy"};
if (std::filesystem::exists(bigFilePath)) {
const auto bigFileSize {std::filesystem::file_size(bigFilePath)};
std::filesystem::path tmpPath {"/tmp"};
if (std::filesystem::space(tmpPath).available > bigFileSize) {
std::filesystem::create_directory(tmpPath.append("example"));
std::filesystem::copy_file(bigFilePath, tmpPath.append("newFile"));
}
}

**std::byte**
std::byte类型既不是字符类型，也不是算术类型，实际上是枚举类型：
std::byte a {0};
std::byte b {0xFF};
int i = std::to_integer(b); // 0xFF
std::byte c = a & b;
int j = std::to_integer(c); // 0

**maps 和 sets 上更有效率地移动节点**
零开销的节点操作：
//Moving elements from one map to another:
std::map src ;
std::map dst ;
dst.insert(src.extract(src.find(1))); // Cheap remove and insert of { 1, "one" } from `src` to `dst`.
dst.insert(src.extract(2)); // Cheap remove and insert of { 2, "two" } from `src` to `dst`.
// dst == { { 1, "one" }, { 2, "two" }, { 3, "three" } };
//Inserting an entire set:
std::set src {1, 3, 5};
std::set dst {2, 4, 5};
dst.merge(src);
// src == { 5 }
// dst == { 1, 2, 3, 4, 5 }
//Inserting elements which outlive the container:
auto elementFactory() {
std::set s;
s.emplace(...);
return s.extract(s.begin());
}
s2.insert(elementFactory());
//Changing the key of a map element:
std::map m ;
auto e = m.extract(2);
e.key() = 4;
m.insert(std::move(e));
// m == { { 1, "one" }, { 3, "three" }, { 4, "two" } }

**并行算法**
许多STL算法，如copy, find 和 sort，支持并行执行政策：seq, par, par_unseq, unseq分别表示"sequentially", "parallel", "parallel unsequenced", "unsequenced".
std::vector longVector;
// Find element using parallel execution policy
auto result1 = std::find(std::execution::par, std::begin(longVector), std::end(longVector), 2);
// Sort elements using sequential execution policy
auto result2 = std::sort(std::execution::seq, std::begin(longVector), std::end(longVector));

**注释**

**另见**
C++
*C++14
*C++11
category:C++