c7数据流（看完就会用的C17特性总结）

作者：taoklin，腾讯WXG后台开发

一、简单特性1. namespace 嵌套

c 17使我们可以更加简洁使用命名空间：

2. std::variant 升级版的C语言Union

在C 17之前，通常使用Union来定义一个可以存储不同类型的变量，现在可以通过std::variant<T1,T2,...> 来定义一个可以存储不同类型的新变量。

std::variant优势在于：①存储了变量的类型信息，更安全；②可以存储复杂对象，更好用。

用法如下

3. [[fallthrough]] 显式说明某个switch分支无需break

如果在写代码时遇到在swtich语句中需要执行完case 1，继续执行case 2的情况，可以使用[[fallthrough]]，此时编译器会忽略此处break语句检查，还能显式的告知Code Reviewer 此处是有意不写break语句。

用法如下：

4. [[nodiscard]] 显式说明不能忽略函数返回值

如果我们编写的某个函数不希望调用时忽略它的返回值，那么可以在函数声明处，使用[[nodiscard]]修饰这个函数。

用法如下：

二、std::optional 更优雅地编写可能无返回结果的函数用法：

使用std::optional<T>来修饰函数返回值，表明这个函数可能不会返回值，T代表原有的返回类型。具体使用方法见示例函数TestOptionalInt：

用途：

过去当我们编写一个获取目标值的函数时，如果这个函数在某些情况下不能返回目标值，那么我们就必须通过两个参数去获得目标值：一个参数来表明是否存在目标值，另一个参数返回目标值；或者是在函数无返回值时抛出异常。下面以FindUserName函数来展示C 17之前的几种实现途径。

引入C 17的std::optional<T>，我们可以更优雅更安全的编写FindUserName函数。

三、std::string_view 字符串视图用法：

C 17引入的std::string_view来协助程序员更高效的使用只读字符串，初始化std::string_view时需要传入已有的字符串。作为函数参数时只使用值拷贝形式，即std::string_view；不要引用字符串视图，即：std::string_view&。

std::string_view本质上是持有一个字符串的指针，因此需要保证：①被持有的字符串生命周期比std::string_view变量长；②被持有的字符串在std::string_view变量生命周期结束之前，保持不变。

用途：

当遇到需要使用只读字符串，尤其是传入只读字符串作为函数参数时，优先使用std::string_view。在以下两个场景使用string_view比使用 const string&更好。

适用场景1：可能传入只读C风格字符串参数时

C风格字符串是指： const char* str = "C风格字符串"

char* str = "C风格字符串"

char[] str_array = "C风格字符串"

以一个字符串打印函数StringDisplay为例，下面的代码是常规的编写方法。

如果我们在函数中使用const std::string&类型的输入参数，当我们传入C风格字符串时，那么首先要生成一个string对象，此时带来了额外的拷贝操作。如果我们要避免这样的情况发生，那么我们就必须把入参设置为const char*类型，但是这是C风格字符串类型，调用此类函数是很麻烦的，如下所示：

但如果我们使用std::string_view，那么这些问题都可以解决，如下面的代码所示：

适用场景2：要进行string.substr()操作时：

对字符串进行处理是一个很常见的业务场景，如果我们需要从字符串中提取某些字段，使用std::string_view是一个非常好的选择。

以一个字符串分割函数StringSplit为例，下面代码是常规编写方法：

在上述代码中，每分割完一次字符串，都需要把已经分割完的部分去掉，但是我们不能改变原字符串，因此只能拷贝一个新的字符串传入下一次递归中。但是如果使用字符串视图：std::string_view，那么可以改变字符串视图然后传入下一次递归中，因为改变字符串视图是不会改变原字符串的，从而避免一次了字符串拷贝，代码示例如下:

不适用场景：函数内部要调用C风格字符串为参数的子函数

std::string_view 并不是完美的，大部分时候，我们都可以使用std::string_view 替代const std::string&，我们可以把std::string_view理解成，一种同时拥有C语言的const char*的指针拷贝成本和 C 语言中std::string类大部分api的类型。但与std::string相比，std::string_view不提供c_str()函数，因为std::string_view具有以下缺点：

四、if constexpr：按条件编译用法：

if constexpr语句是编译期的if判断语句，if constexpr要求后面的判断条件是一个编译期可以确定的常量。

用途：

用于编写需要进行编译期判断的函数，简化模版函数的书写。

适用场景1：简化模版偏特化的写法

编写模版函数时，有时需要对某些类型进行特殊处理，此时就需要写模板偏特化函数。比如下列代码展示的Convert函数的例子：

在C 17里面，可以直接简化成一个函数：

适用场景2：编写变参模版函数

在C 17之前，如果要编写一个变参模板函数，那么必须额外写一个函数处理入参数量最少时候的特例，下面以Sum函数为例：

在C 17中，可以这样编写：

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，例如在下列的判断一个数是奇数还是偶数的IsOdd函数中，该函数通过enable_if语句限定了输入类型只能是整数。

使用C 17可以使用更易懂的方法实现编译期类型检查：

错误用法：

if constexpr语句中，不能将else分支移到判断语句外面，例如下列的判断是不是整数的Convert函数的编写方法就是错误的。

五、if及switch初始化语句用法：

c 17支持在if和switch的判断语句之前增加一个初始化语句，可以用来初始化作用域仅为if或switch语句内的变量，有助于提升代码的可读性和正确性。

用途：

• 当遇到需要在if语句前，声明一个临时变量用于这个if语句块中，且仅仅用于该if语句块内，可以使用if和switch初始化语句提升代码可读性。
• 在使用lock/iterator等涉及并发/RAII的类型变量时，更好的保证程序正确性。

适用场景：

六、结构化绑定用法：

• 值拷贝方式绑定：

auto [key, value] = std::make_pair<int, std::string>(1, "名字");

• 左值引用方式绑定：

auto& [key, value] = std::make_pair<int, std::string>(1, "名字");

• 右值引用方式绑定，支持移动语意：

auto&& [key, value] = std::make_pair<int, std::string>(1, "名字");

用途：

• 绑定结构体和类（只能绑定当前类型的数据，父类或子类数据都不能绑定，并且类内成员变量全都为public属性）
• 绑定原生数组
• 绑定std::pair、std::tuple和std::array

七、其他特性

以下特性仅做记录，个人观点不是非常推荐使用。

1.构造函类型推导：模板类初始化可以不显示指定类型

在C 17之前，模版类的构造函数在调用时必须指明类型，不能进行隐式类型推导；但是调用普通模版函数时是可以不显式指明类型的，这是因为普通模板函数可以进行隐式类型推导，下面代码以pair、tuple和vector为例展示了这一现象：

在C 17之后，模板类的构造函数也可以进行隐式类型推导：

个人观点：构造函数中进行隐式类型推导，这会让人担忧可能存在难以发现的类型推导错误。下面的例子里，程序员原意是新建一个std::pair<int, std::string>类型，但是编译器自动推导出的是std::pair<int, const char*>类型。

这段代码最后会输出error type。以上代码是笔者使用CLion编译器时的截图，但是如果使用笔者常用的Vs Code编辑器，并不能像使用CLion实时获知int_string_pair_a和int_string_pair_c这两个变量的隐式类型推导结果与程序员原意不符。

2. std::any 可以存任意可拷贝类型变量的容器

C 17使用了std::any来替代C语言中的void*，std::any有以下优点

• 存储类型信息，更安全。std::any_cast是一种安全的类型转换。
• 像STL容器一样，析构时会自动析构容器内的对象。

用法如下所示：

个人观点：使用std::any变量，意味着可能存在动态类型识别，这让人没有安全感。

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