BlueRoseNote/02-Note/读书笔记/深入应用C++11代码优化与工程级应用/深入应用c++11代码优化与工程级应用第一章.md

## 1.1.1 auto笔记
### auto与引用作用则不会抛弃const
```
int x=0;
const auto& g=x;    //g->const int&
auto& h =g;         //h->const int&
```
### 什么时候用auto
比如在使用迭代器遍历的时候，对类型及获取并不关心的时候。
### auto推断模板函数对应函数返回值
```
struct Foo {
	static int get(void) { return 0; }
};

struct Bar {
	static const char* get(void) { return "0"; };
};

struct Bar2 {

};

template <class A>
void func(void)
{
	auto val = A::get();
}

int main()
{
	func<Foo>();
	func<Bar>();
	func<Bar2>();//Bar2类中不包含get方法，此时编译器会报错

	system("pause");
    return 0;
}
```
### c++14 增加了函数返回值推导
在C++11下，如果你想要打印出一个数的平方，可能需要这样：
```
auto square_int = [](int x) { return x * x; };
auto square_double = [](double x) { return x * x; };

std::cout<<square_int(10)<<std::endl;
std::cout<<square_int(10.1)<<std::endl;
```
为了保持函数的局部性，我们才选择的lambda，但C++11的lambda却导致多个类型时代码膨胀且重复，此时我们需要回过头来借助全局的模板了。

但C++ 14可以完美的解决上面的问题，因为C++14中lambda的参数可以用auto代替具体的类型：
```
auto square = [](auto x) { return x * x; };

std::cout<<square_int(10)<<std::endl;
std::cout<<square_int(10.1)<<std::endl;
```

## 1.1.2 decltype
### decltype推导规则
decltype(exp)
1. exp是标识符、类访问表达式，decltype(type)和exp类型一样。
2. exp是函数调用，decltype(exp)和返回值的类型一致。
3. 其他情况，若exp是一个左值，则decltype(exp)是exp类型的左值引用，否则和exp类型一致。

```
class Foo{
    static const int Number=0;
    int x;
};

int n=0;
volatile const int &x=n;

decltype(n) a=n;            //a->int
decltype(x) b=n;            //b->const volatile int &
decltype(Foo::Number) c=0;  //c->const int

Foo foo;
decltype(foo.x) d=0;        //d->int
```
```
int& func_int_r(void);
int&& func_int_rr(void);
int func_int(void);

const int& func_cint_r(void);
const int&& func_cint_rr(void);
const int func_cint(void);

const Foo func_cfoo(void);

int x=0;

decltype(func_int_r())  a1=x;       //a1->int &
decltype(func_int_rr()) b1=x;       //b1->int &&
decltype(func_int())    c1=x;       //c1->int 

decltype(func_cint_r()) a2=x;       //a2->const int &
decltype(func_cint_r()) b2=x;       //b2->const int &&
decltype(func_cint())   c2=x;       //c2->int &     因为是纯右值，所以舍弃掉cv符，只有类类型可以携带

decltype(func_cfoo())  ff=foo();    //ff->const foo
```
```
struct Foo{int x;};
const Foo foo=Foo();

decltype(foo.x)     a=0;        //a->int
decltype((foo.x))     b=a;        //b->const int &

int n=0,m=0;
decltype(n+m) c=;   c=0;        //c->int    
decltype(n+=m) d=c; d=c;        //d->int &
```
a和b的结果：仅仅多加了一对括号，他们得到的类型却是不同的。具体解释请见P12
++++
### decltype实际应用
具体解释请见P12

## 1.1.3 返回类型后置语法——auto和decltype结合使用

如何实现类似：
```
template <typename R,typename T,typename U>
R add(T t,U u)
{
    return t+u;
}

int a=1;floatb=2.0;
auto c=add<decltype(a+b)>(a+b);
```

错误,定义返回值时参数变量还不存在
```
template <typename T,typename U>
decltype(t+u) add(T t,U u)
{
    return t+u;
}
```

正确,但是如果T和U是无参构造函数的类就不行了
```
template <typename T,typename U>
decltype(T()+U()) add(T t,U u)
{
    return t+u;
}
```

使用c++返回类型后置语法
```
template <typename T,typename U>
auto add(T t,U u)->decltype(t+u)
{
    return t+u;
}
```
另一个例子,根据使用的重载函数推导返回类型
```
int& foo(int& i);
float foo(float& f);

template<typename T>
auto func(T& val)-> decltype(foo(val)
{
    return foo(val);
}
```
### 1.2.2 模板的别名
using和typedef都可以定义一个新的类型别名，但是using可以直接定义一个模板别名，而不像typedef需要一个struct 外敷类来实现。而且using的可读性更高。
```
template <typename T>
struct func_t{
    typedef void (*type)(t,t);
};
func_t<int>::type xx_1;

template<typename T>
using func_t=void(*)(T,T);
func_t<int> xx_2;
```
另外using可以定义任意类型的模板表达方式
```
template<typename T>
using type_tt = T;
type_tt<int> a;
```
### 1.3.2初始化列表的使用细节
初始化列表可以用于对应类型函数的返回值中。
例如：就等于Foo（123,321.0），（假设有Foo（int，float）这个构造函数）
```
Foo function(void)
{
    return {123,321.0};
}
```
### 1.3.3初始化列表
自己定义的类并没有类似Vector、Map容器的任意长度的初始化功能，如果想要实现可以添加一下构造函数来实现。
```
class Foo
{
public：
    Foo(std::initializer_list<int> list){
    
    }
};
```
之后就可以执行Foo foo={1,2,3,4,5,6,7}；(需要自己实现list对类内部变量的赋值)

同时std::initializer_list可以用于传值
```
void func(std::initializer_list<int> l){
    for(auto it=l.begin();it!=l.end();++it)
    {std::cout<<*it<<std::endl;}
}

int main()
{
    func({});
    func({1,2,3})
}
```
PS.std::initializer_list为了提高初始化效率，使用的是引用传值，所以当传值结束时，这些里面的变量也都被销毁了。所以如果需要传值，这需要传递，它初始化容器的值。

初始化列表同时可以用于检查类型收窄，即因为类型转换而导致的数据丢失。
### 1.4.1基于范围的for循环
当遍历需要修改容器中的值时，则需要使用引用：
```
for(auto& n: arr)
{
std::cout<<n++<<std::endl;
}
```
如果只是希望遍历而不希望修改可以使用const auto& n；
### 1.4.2基于范围的for循环使用细节
在：后面可以写带返回遍历对象的函数，而且这个函数只执行一次。
```
#include <iostream>
#include <vector>
std::vector<int> arr={1,2,3,4,5,6};

std::vector<int>& get_range()
{
    std::cout<<"get_range->"<<std::endl;
    return arr;
}
int main()
{
    for(auto val: get_range())
    {
        std::cout<<val<<std::endl;
    }
    return 0;
}
```
在使用基于范围的for循环时，如果遍历时修改容器大小，很可能出现因为迭代器失效而导致的异常情况。

### 1.4.3  让基于范围的for循环支持自定义类型
```
#include <iostream>

namespace detail_range {
template <typename T>
class iterator {
public:
	using value_type = T;
	using size_type = size_t;

private:
	size_type cursor_;
	const value_type step_;
	value_type value_;
public:
	iterator(size_type cur_start, value_type begin_val, value_type step_val)
		:cursor_(cur_start), step_(step_val), value_(begin_val)
	{
		value_ += (step_*cursor_);
	}

	value_type operator*() const { return value_; }

	bool operator!=(const iterator& rhs) const 
	{
		return (cursor_!=rhs.cursor_);
	}

	iterator& operator++(void)
	{
		value_ += step_;
		++cursor_;
		return (*this);
	}
};

template <typename T>
class impl {
public:
	using value_type = T;
	using reference = const value_type&;
	using const_reference = const value_type&;
	using iterator = const detail_range::iterator<value_type>;
	using const_iterator= const detail_range::iterator<value_type>;
	using size_type = typename iterator::size_type;//这里的typename是告诉编译器后面跟着的是类型

private:
	const value_type begin_;
	const value_type end_;
	const value_type step_;
	const size_type max_count_;

	size_type get_adjusted_count(void) const
	{
		if (step_ > 0 && begin_ >= end_)
			throw std::logic_error("End value must be greater than begin value.");
		else if (step_ < 0 && begin_ <= end_)
			throw std:: logic_error("End value must be less than begin value.");

		size_type x = static_cast<size_type>((end_ - begin_) / step_);
		if (begin_ + (step_*x) != end_)
			++x;//为了防止出现类似{0,12,0.5}之类的迭代要求，而做的升位处理
		return x;
	}
public:
	impl(value_type begin_val, value_type end_val, value_type step_val)
		:begin_(begin_val),
		end_(end_val),
		step_(step_val),
		max_count_(get_adjusted_count())
	{}
	size_type size(void) const
	{
		return max_count_;
	}

	const_iterator begin(void) const
	{
		return{ 0,begin_,step_ };
	}

	const_iterator end(void) const
	{
		return{ max_count_,begin_,step_ };
	}
};

template <typename T>
detail_range::impl<T> range(T end)
{
	return{ {},end,1 };
}

template <typename T>
detail_range::impl<T> range(T begin, T end)
{
	return{ begin,end,1 };
}

template <typename T,typename U>
auto range(T begin, T end, U step)->detail_range::impl<decltype(begin + step)>
{
	using r_t = detail_range::impl<decltype(begin + step)>;
	return r_t(begin, end, step);
}
}

int main()
{
	for (int i : detail_range::range(15))
	{
	std::cout << " " << i;
	}
	std::cout << std::endl;

	for (auto i : detail_range::range(2,8,0.5))
	{
		std::cout << " " << i;
	}
	std::cout << std::endl;

	system("pause");
    return 0;
}
```
### 1.5.2 可调用对象包装器———std::function
用于解决以下可调用对象的统一操作的问题
1. 函数指针
2. 具有operator() 成员函数的类对象（仿函数）
3. 可被转化为函数指针的类对象
4. 类成员（函数）指针

std::function也可以作为函数参数来使用，也就是相当于回调函数的作用
### 1.5.3 std::bind绑定器
std::bind用来将可调用对象与其参数一起进行绑定。绑定后的结果可以用std::function进行保存，并延迟调用到任何我们需要调用的时候。
作用：
1. 将可调用对象与其他参数一起绑定成一个仿函数
2. 将多元可调用对象转成一元或者(n-1)元可调用对象，即只绑定部分参数。

关于bind的使用：
bind（&要调用的函数，&对象， 要调用函数的参数1，要调用函数的参数2...,_1(bind函数的参数1),_2(bind函数的参数2)...)

注：如果bind的是一个非静态成员函数，第二个参数一定是一个该成员的一个指针，后面才是正常的参数。

数this指针作为一个隐含参数传递给非静态成员函数，用以指向该成员函数所属类所定义的对象。当不同对象调用同一个类的成员函数代码时，编译器会依据该成员函数的this指针所指向的不同对象来确定应该一用哪个对象的数据成员。下面举一个简单例子。

（1）bind（&f)()  假设f是一个全局函数，绑定全局函数并调用；

（2）bind (&A::f, A())()  假设A是一个构造函数为空的类，这个形式绑定了类的成员函数，故第二个参数需要传入一个成员（成员静态函数除外）；
### 1.6 lambda表达式
```
[capture](params)opt->ret{body;};
auto f=[](int a)->int {return a+1;};
```
c++11允许省略lambada表达式的返回值定义：
```
auto x1=[](int i) {return i;};
auto x2=[](){return {1,2};); //error:初始化列表无法推断
```
在没有参数列表时，()是可以省略的
```
auto f1=[]{return 1;};
```
```
class A{
  public:
  int i_=0;
  void func(int x,int y)
  {
      auto x1=[]{return i_;};           //error,没有捕获外部变量
      auto x2=[=]{return i_+x+y;};      //ok
      auto x3=[&]{return i_+x+y;};      //ok
      auto x4=[this]{return i_;};       //ok
      auto x5=[this]{return i_+x+y;};   //error,没有捕获x与y
      auto x6=[this,x,y]{return i_+x+y;};//Ok
      auto x7=[this]{return i_++；}；   //ok
  }
};
int a=0,b=1;
auto f1=[]{return a;};          //error，没有捕获外部变量
auto f2=[&]{return a++;};       //ok
auto f3=[=]{return a;};         //ok
auto f4=[=]{return a++;};       //error, a是以复制方式捕获的，无法修改
auto f5=[a]{return a+b;};       //error,没有捕获b变量
auto f6=[a,&b]{return a+(b++);};//ok
auto f7=[=,&b]{return a+(b++);};//ok
```
需要注意的是，默认状态下lambda表达式无法修改通过复制方式捕获的外部变量，如果希望修改，需啊需要使用引用方式来捕获。
```
int a=0;
auto f=[=]{return a;};
a+=1;
std::cout<<f()<<std::endl;
```
在以上lambda表示式中修改外部变量并不会真正影响到外部，我们却仍然无法修改他们。
那么如果希望去修改按值捕获的外部变量就需要显式致命表达式为mutable:
```
int a=0;
auto f1=[=]{return a++;};           //error
auto f2=[=]()mutable{return a++;};  //ok,mutable
```
需要注意的是：被mutable修饰的lambda就算没有参数也需要写参数列表。

我们可以使用std::function与std::bind来操作lambda表达式，另外对于没有捕获任何变量的lambda表达式，还可以被转化为一个普通的函数指针：
```
using func_t=int(*)(int);
func_t f=[](int a){return a;};
f(123);
```
lambda表示式可以基本代替std::function(一些老式库不支持lambda)
### 1.7 tupe元组
```
tuple<const char*,int>tp=make_tuple(sendPack,nSendSize);//构建一个tuple
```
使用tuple相当于构建一个对应的结构体<br>
可以使用std::tie来进行解包来获取对应的数值,也可以用来创建元组。
```
int x=1；
int y=2;
string s="aa";
auto tp=std::tie(x,s,y);
//tp是实际类型是std::tuple<int&,string&,int&>
const char* data=tp.get<0>();
int len=tp.get<1>();

int x,y;
string a;
std::tie(x,a,y)=tp;
```
你可以使用std::ignore占位符来表示不解某个位置的值。
```
std::tie(std::ignore,std::ignore，y)=tp;//只获取了第三个值
```