Как сделать переход на C ++ 11?

Я некоторое время программировал на C ++, но в основном это было связано с низкоуровневыми возможностями C ++. Под этим я подразумеваю в основном работу с указателями и необработанными массивами. Я думаю, что это поведение известно как использование C ++ как C с классами. Несмотря на это, я только недавно попробовал C в первый раз. Я был приятно удивлен, как языки, такие как C # и Java, скрывают эти детали в удобных классах стандартной библиотеки, таких как словари и списки.

Я знаю, что в стандартной библиотеке C ++ есть много контейнеров, таких как векторы, карты и строки, и C ++ 11 добавляет к этому только наличие std :: array и ranged loop.

Как лучше всего научиться использовать эти современные языковые возможности и какие из них подходят для каких моментов? Верно ли, что разработка программного обеспечения в C ++ в настоящее время в основном свободна от ручного управления памятью?

Наконец, какой компилятор я должен использовать, чтобы максимально использовать новый стандарт? Visual Studio имеет отличные средства отладки, но даже VS2012, кажется, имеет ужасную поддержку C ++ 11.

Сначала несколько практических правил:

• Используйте std::unique_ptrв качестве интеллектуального указателя без накладных расходов. Вы не должны беспокоиться о сырых указателях все это часто. std::shared_ptrтакже не требуется в большинстве случаев. Желание совместного владения часто выдает в первую очередь отсутствие мысли о владении.

• Используйте std::arrayдля массивов статической длины и std::vectorдля динамических.

• Широко используйте универсальные алгоритмы, в частности:

  • <algorithm>
  • <numeric>
  • <iterator>
  • <functional>

• Используйте autoи decltype()везде, где они улучшают читабельность. В частности, когда вы хотите объявить вещь, но типа, который вас не волнует, например, итератор или сложный тип шаблона, используйте auto. Если вы хотите объявить вещь с точки зрения типа другой вещи, используйте decltype().

• Делайте вещи безопасными, когда можете. Когда у вас есть утверждения, которые обеспечивают инварианты для определенного вида вещей, эта логика может быть централизована в типе. И это не обязательно приводит к накладным расходам во время выполнения. Само собой разумеется, что (T)xследует избегать приведений в стиле C ( ) в пользу более явных (и доступных для поиска!) Приведений в стиле C ++ (например, static_cast).

• Наконец, узнайте, как действует правило трех:

  • Destructor
  • Копировать конструктор
  • Оператор присваивания

  Стало правилом пяти с добавлением конструктора перемещения и оператора присваивания перемещения. И понять rvalue ссылки в целом и как избежать копирования.

C ++ - сложный язык, поэтому сложно определить, как лучше всего его использовать. Но практика хорошей разработки на C ++ принципиально не изменилась с C ++ 11. Вы по-прежнему должны отдавать предпочтение контейнерам, управляемым памятью, а не ручному управлению памятью - умные указатели позволяют легко и эффективно делать это.

Я бы сказал, что современный C ++ действительно в основном свободен от ручного управления памятью - преимущество модели памяти C ++ в том, что она детерминированная , а не ручная. Предсказуемые освобождения обеспечивают более предсказуемую производительность.

Что касается компилятора, G ++ и Clang являются конкурентоспособными с точки зрения возможностей C ++ 11 и быстро догоняют их недостатки. Я не использую Visual Studio, поэтому не могу говорить ни за, ни против.

Напоследок заметка о std::for_each: избегайте этого вообще.

transform, accumulateИ erase- remove_ifэто старый добрый функционал map, foldи filter. Но for_eachон более общий и, следовательно, менее значимый - он не выражает никаких намерений, кроме зацикливания. Кроме того, он используется в тех же ситуациях, что и диапазон for, и синтаксически тяжелее, даже когда используется без точек. Рассмотреть возможность:

for (const auto i : container)
    std::cout << i << '\n';

std::for_each(container.begin(), container.end(), [](int i) {
    std::cout << i << '\n';
});

for (const auto i : container)
    frobnicate(i);

std::for_each(container.begin(), container.end(), frobnicate);

В качестве отправной точки:

• Прекратите использовать char*для строк. Используйте std::stringили std::wstringи просто смотрите, как ваш код становится короче, удобочитаемее и безопаснее
• Прекратите использовать массивы в стиле C (вещи, объявленные с [ ]) и используйте std::vectorили какой-либо другой соответствующий класс контейнера. Приятно то std::vector, что он знает свою собственную длину, он очищает свое содержимое, когда выходит из области видимости, его легко перебирать, и он становится больше, когда вы добавляете больше элементов. Но есть и другие коллекции, которые могут работать еще лучше для ваших обстоятельств.
• Используйте std::unique_ptr- и учитесь std::moveпочти сразу. Так как это может привести к некоторым noncopyable объектов, лени иногда может послать вас к std::shared_ptr- и вы можете иметь некоторые подлинные случаи использования для std::shared_ptrа
• Используйте autoпри объявлении итераторов и типов, которые зависят от более ранних объявлений (например, раньше вы объявляли вектор чего-либо, теперь вы объявляете что-то, используйте auto)
• for_eachВсегда используйте алгоритмы и необработанное «для», так как это избавляет других от тщательного чтения вашего цикла, чтобы сделать вывод, что вы фактически выполняете итерацию по всей коллекции и т. Д. Если ваш компилятор поддерживает «диапазон для», то используйте его снова for_each. Learn тривиальных вызовов алгоритма , как iota, generate, accumulate, find_ifи так далее.
• Используйте лямбды - это простой способ использовать алгоритмы. Они также открывают двери для гораздо большего.

Не слишком задумывайтесь о том, какой компилятор использовать. «Ужасный, ужасный» недостаток поддержки C ++ 11 в VS2012 состоит в том, что нет шаблонов с переменными параметрами (да, вы только что собирались использовать шаблоны с переменными параметрами), а {}инициализатор отсутствует. Я тоже этого хочу, но вряд ли перестану использовать полезный инструмент разработки.

Второе, что нужно сделать после принятия std::- начать думать о RAII. В любое время у вас есть

• стартовое действие
• серия действий с чем-то, что вы получили от начала действия
• действие по очистке, которое должно произойти даже в случае исключений

Тогда у вас есть конструктор, несколько функций-членов и деструктор. Напишите класс, который позаботится об этом для вас. Возможно, вам даже не придется писать ctor и dtor. Помещение shared_ptrпеременной-члена в класс является примером RAII - вы не пишете код управления памятью, но когда ваш экземпляр выходит из области видимости, происходят правильные вещи. Разверните, что на ваших глазах такие вещи, как закрытие файлов, освобождение дескрипторов, блокировок и т. Д., Станут проще и меньше (при этом устраняются утечки).

Если вы чувствуете себя по-настоящему уверенно, сделайте чистку printfв пользу cout, избавьтесь от макросов ( #defineвещей) и начните изучать некоторые «продвинутые идиомы», такие как PIMPL. У меня есть целый курс по этому вопросу в Pluralsight, который вы, вероятно, можете посмотреть, используя их бесплатную пробную версию.

Как лучше всего научиться использовать эти современные языковые возможности и какие из них подходят для каких моментов?

По программированию. Опыт - лучший способ учиться.

В C ++ 11 появилось много новых функций (auto, rvalue, новые умные указатели - это только некоторые из них). Лучше всего начать с их использования и читать о них, когда вы можете, и когда вы найдете интересную статью.

Верно ли, что разработка программного обеспечения в C ++ в настоящее время в основном свободна от ручного управления памятью?

Это зависит от того, что вам нужно сделать. Большинство приложений могут обходиться без умных указателей и забыть об управлении памятью. Есть еще приложения, которые не могут так легко уйти (например, если им нужно новое размещение или пользовательский распределитель памяти по какой-либо причине).

Если вам нужно использовать Qt, вам придется использовать их правила для управления памятью.

Какой компилятор я должен использовать, чтобы максимально использовать новый стандарт?

Все, что у вас есть под рукой, поддерживает последний стандарт:

• GCC имеет хорошую поддержку функций C ++ 11
• vs имеет список возможностей

но ни один компилятор не поддерживает все функции.

Мой университет все еще использует C ++ для обучения. Я программировал на C ++ в течение 5 лет и теперь я аспирант. Конечно, сейчас я использую Java, Ruby и т. Д. Я действительно рекомендую вам не слишком торопиться с такими функциями в языке, как Java. По моему опыту и мнению, после функций низкого уровня C ++. Вы должны изучить такие темы, как общее программирование на C / C ++, как создание шаблонного класса, шаблонные функции, переопределение операторов, виртуальные методы, умные указатели. В части объектно-ориентированного проектирования есть много функций, которые есть в C ++, а в Java нет, например, множественное наследование. Наследование является мощным, но и опасным. Уровень реализации объектно-ориентированного дизайна в C ++ также является хорошей темой. Межпроцессное взаимодействие, потоки также важны в C ++.

Для компилятора и отладчика. Я знаю, что визуальная студия великолепна. Но я действительно рекомендую вам изучать GDB, Valgrind и Make still, и хорошо разбираться в этих инструментах. Microsoft - это круто, но она сделала для тебя слишком много вещей. Будучи студентом, вы действительно должны изучить те вещи, которые Microsoft сделала для вас тоже. Для компилятора G ++ хорош из GNU.

В конце концов, после стольких лет, я действительно чувствую, самые важные вещи - это низкоуровневые функции, такие как необработанный массив. Вектор действительно просто динамический массив. Это мои рекомендации, возможно, слишком субъективные, просто примите то, что считаете правильным.