c++新特性实验(2)类型特性

1. 基本类型

1.1 增加

long long   long long int signed long long  signed long long int unsigned long long  unsigned long long int	至少 64 位的宽度	C++11
char8_t	UTF-8 字符类型	C++20
char16_t	UTF-16 字符类型	C++11
char32_t	UTF-32 字符类型	C++11

1.2 修改char的符号（C++14）

　　char 的符号取决于编译器和目标平台：

• ARM 和 PowerPC 的默认设置常为无符号，
• 而 x86 与 x64 的默认设置常为有符号。

1.3 示例

#include <cstdlib>
#include <cstdio>

int 
main(int argc,char *argv[]){

    unsigned long long ull = 100;
    unsigned long long int ulli = 100;
    signed long long sll = 100;
    signed long long int slli = 100;

    long long ll = 100;
    long long int lli = 100;

    printf("unsigend long long = %ld \n",sizeof ++ull);
    printf("ull = %ld \n",ull);


    char16_t ch16 = u'\u5b89';
    char32_t ch32 = U'\u5353';
    printf("ch16 = %c ,char32 = %c \n",ch16,ch32);    

    return 0;
}

2.固定字节数的整形类型(C++11 起) 

定义于头文件 <cstdint>

int8_t,int16_t,int32_t,int64_t	分别为宽度恰为 8、16、32 和 64 位的有符号整数类型
int_fast8_t,int_fast16_t,int_fast32_t,int_fast64_t,	分别为宽度至少有 8、16、32 和 64 位的最快的有符号整数类型
int_least8_t,int_least16_t,int_least32_t,int_least64_t	分别为宽度至少有 8、16、32 和 64 位的最小的有符号整数类型
intmax_t,uintmax_t	最大宽度的有符号整数类型和无符号整数类型
intptr_t,uintptr_t	足以保存指针的有符号整数类型和无符号整数类型
uint8_t,uint16_t,uint32_t,uint64_t	宽度恰为 8、16、32 和 64 位的无符号整数类型.
uint_fast8_t,uint_fast16_t,uint_fast32_t,uint_fast64_t	分别为宽度至少有 8、16、32 和 64 位的最快无符号整数类型
uint_least8_t,uint_least16_t,uint_least32_t,uint_least64_t	分别为宽度至少有 8、16、32 和 64 位的最小无符号整数类型

3.基本类型宏(C++11 起)

定义于头文件 <cstddef> 

nullptr_t,nullptr	空指针字面量.	C++11
max_align_t	具有不小于任何基础类型的内存对齐需求的平凡类型	C++11
byte	字节类型 ,它在std::下。	C++17
__bool_true_false_are_defined	C 兼容用宏常量，展开成整数常量1	C++11
__alignas_is_defined	C 兼容用宏常量，展开成整数常量 1	C++11

4.类型特性(C++11 起)

类型特性用以查询或修改类型的属性,通常在模板中使用.

定义于头文件 <type_traits>

4.1 基础类型类别

is_void	检查类型是否为 void	C++11
is_null_pointer	检查类型是否为 std::nullptr_t	C++14
is_integral	检查类型是否为整型	C++11
is_floating_point	检查类型是否是浮点类型	C++11
is_array	检查类型是否是数组类型	C++11
is_enum	检查类型是否是枚举类型	C++11
is_union	检查类型是否为联合体类型	C++11
is_class	检查类型是否非联合类类型	C++11
is_function	检查是否为函数类型	C++11
is_pointer	检查类型是否为指针类型	C++11
is_lvalue_reference	检查类型是否为左值引用	C++11
is_rvalue_reference	检查类型是否为右值引用	C++11
is_member_object_pointer	检查类型是否为指向非静态成员对象的指针	C++11
is_member_function_pointer	检查类型是否为指向非静态成员函数的指针	C++11

4.2 复合类型类别

is_fundamental	检查是否是基础类型	C++11
is_arithmetic	检查类型是否为算术类型	C++11
is_scalar	检查类型是否为标量类型	C++11
is_object	检查是否是对象类型	C++11
is_compound	检查是否为复合类型	C++11
is_reference	检查类型是否为左值引用或右值引用	C++11
is_member_pointer	检查类型是否为指向非静态成员函数或对象的指针类型	C++11

4.3 类型属性、类型关系、受支持操作

参看：http://en.cppreference.com/w/cpp/types

4.4示例

#include <type_traits>
#include <cstddef>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cstdint>

using namespace std;

class student{
public:
    byte age;
public:
    student(byte _age):age(_age){
        
    }
    student(){
        student((byte)23);
    }
};

template<typename T> 
void 
fun(T const &t){
    printf("\n-------==============------------=====-----------\n");
    printf("t = %d\n",t);
    printf("t.is_void = %d\n"           ,is_void<T>::value          );
    printf("t.is_integral = %d\n"       ,is_integral<T>::value      );
    printf("t.is_null_pointer = %d\n"   ,is_null_pointer<T>::value  );
    printf("t.is_pointer = %d\n"        ,is_pointer<T>::value       );
    printf("t.is_class = %d\n"          ,is_class<T>::value         );
    printf("t.is_lv_reference = %d\n"   ,is_lvalue_reference<T>::value);
    printf("t.is_array = %d\n"          ,is_array<T>::value);
    if(is_array<T>::value){
        printf("t.rank = %ld\n"         ,rank<T>::value);
    }
}

//template<typename U>
void fun(nullptr_t null){
}

template<typename F, typename A>
void 
funfwd(F _fun, A _arg)
{
    _fun(_arg);
}
 
void 
g(int* i){
    printf("function g called \n");
}

int 
main(int argc,char *argv[]){
    byte age = (byte)1;
    int8_t int8[] = {1,2,3,4};
    int64_t int64 = 64, &refInt64 = int64;
    int_fast64_t *pFastInt64 = &int64;
    nullptr_t nullp;


    byte *pb = &age;
    student s = {age};
    printf("s.age = %d\n",s.age);
 
    fun(100);
    fun<student>(s);
    //fun<void>(1);
    fun(pFastInt64);
    fun(int8);
    fun(refInt64);
    fun(nullp);

    g(NULL);                // ok
    g(0);                   // ok
    funfwd(g, nullptr);     // ok
    //funfwd(g, NULL);      // error：NULL是个宏，值是0,这里展开后不存在函数 g(int)

    return 0;
}

4.5类型修改

remove_cv	从给定类型移除 const 或/与 volatile 限定符	C++11
remove_const
remove_volatile
add_cv	添加 const 或/与 volatile 限定符到给定类型	C++11
add_const
add_volatile
remove_reference	从给定类型移除或者添加引用	C++11
add_lvalue_reference add_rvalue_reference
remove_pointer	移除给定类型的一级指针	C++11
add_pointer	对给定类型添加一级指针	C++11

 示例

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <type_traits>

using namespace std;


template<typename T>
void 
fun(const T &t){
    printf("t is const = %d\n",is_const<T>::value);

    typedef remove_cv<const int>::type type1;
  
}

int
main(int argc,char *argv[]){

    const int a = 100;
    fun(100);

    typedef remove_cv<const int>::type              type1;
    typedef remove_cv<volatile int>::type           type2;
    typedef remove_cv<const volatile int>::type     type3;
    typedef remove_cv<const volatile int*>::type    type4;
    typedef remove_cv<int * const volatile>::type   type5;

    printf("test1 : %s \n" ,(is_same<int, type1>::value ? "passed" : "failed" ));
    printf("test2 : %s \n" ,(is_same<int, type2>::value ? "passed" : "failed" ));
    printf("test3 : %s \n" ,(is_same<int, type2>::value ? "passed" : "failed" ));
    printf("test4 : %s \n" ,(is_same<const volatile int*, type4>::value ? "passed" : "failed" ));
    printf("test5 : %s \n" ,(is_same<int*, type5>::value ? "passed" : "failed" ));



    return 0;
}

5.字面类型(C++11 起)

5.1 哪些类型是字面类型

• 标量类型；
• 引用类型；
• 字面类型的数组；
• 可为 cv 限定的 void （从而 constexpr 函数能返回 void ）(C++14 起)；
• 可有 cv 限定的类类型，并拥有下列全部约束：

• • 拥有析构函数，
  • 满足以下条件之一

1. 1. 聚合类型
   2. 或拥有至少一个 constexpr 构造函数（可为模板）且非复制或移动构造函数
   3. 或为闭包类型 (C++17 起) 

• • 对于联合体，至少有一个非静态数据成员是非 volatile 字面类型，
  • 对于非联合体，所有非静态数据成员和基类是非 volatile 字面类型。
  • 所有非静态数据成员和基类是非 volatile 字面类型。

5.2 示例

#include <stdexcept>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>

using namespace std;

class conststr{
public:
    const char* p;
    size_t sz;
    template<size_t N>
    constexpr conststr(const char(&a)[N]) : p(a), sz(N - 1) {}
 
    constexpr char operator[](size_t n) const {
        return n < sz ? p[n] : throw out_of_range("");
    }
    constexpr size_t size() const { return sz; }
};
 
constexpr size_t countlower(conststr s, size_t n = 0,size_t c = 0){
    return n == s.size() ? c : s[n] >= 'a' && s[n] <= 'z' ? countlower(s, n + 1, c + 1) : countlower(s, n + 1, c);
}
 
// 要求编译时常量的输出函数，为测试用
template<int n>
struct constN{
    constN() { 
        printf("n = %d \n",n);
    }
};
 
int 
main(int argc,char *argv[]){
    constN<countlower("Hello, world!")>(); // 隐式转换成 conststr
    return 0;
}