divide_remainder
можно было реализовать следующим образом, используя выходные параметры:
bool divide_remainder(int dividend, int divisor,
int &fraction, int &remainder);
Получить к ним доступ можно так:
int fraction, remainder;
const bool success {divide_remainder(16, 3, fraction, remainder)};
if (success) {
std::cout << "16/3 is " << fraction << " with a remainder of "
<< remainder << '\n';
}
Многие все еще предпочитают делать именно так, а не возвращать пары, кортежи и структуры. При этом они приводят следующие аргументы: код работает быстрее, поскольку мы не создаем промежуточные копии этих значений. Но для современных компиляторов это неверно — они изначально оптимизированы так, что подобные копии не создаются.
Помимо того, что аналогичной возможности нет в языке C, возврат сложных структур в качестве выходных параметров долгое время считался медленным, поскольку объект сначала нужно инициализировать в возвращающей функции, а затем скопировать в переменную, которая должна будет содержать возвращаемое значение на вызывающей стороне. Современные компиляторы поддерживают оптимизацию возвращаемых значений (
return value optimization
, RVO), что позволяет избежать создания промежуточных копий.Ограничиваем область видимости переменных в выражениях if и switch
Максимальное ограничение области видимости переменных считается хорошим тоном. Иногда, однако, переменная должна получить какое-то значение, а потом нужно его проверить на соответствие тому или иному условию, чтобы продолжить выполнение программы. Для этих целей в С++17 была введена инициализация переменных в выражениях
if
и switch
.
Как это делается
В данном примере мы воспользуемся новым синтаксисом в обоих контекстах, чтобы увидеть, насколько это улучшит код.
□ Выражение
if
. Допустим, нужно найти символ в таблице символов с помощью метода find
контейнера std::map
:
if (auto itr (character_map.find(c));
itr != character_map.end()) {
// *itr корректен. Сделаем с ним что-нибудь.
} else {
// itr является конечным итератором. Не разыменовываем.
}
// здесь itr недоступен
□ Выражение
switch
. Так выглядит код получения символа из пользовательского ввода и его одновременная проверка в выражении switch
для дальнейшего управления персонажем компьютерной игры:
switch (char c (getchar()); c) {
case 'a': move_left(); break;
case 's': move_back(); break;
case 'w': move_fwd(); break;
case 'd': move_right(); break;
case 'q': quit_game(); break;
case '0'...'9': select_tool('0' - c); break;
default:
std::cout << "invalid input: " << c << '\n';
}
Как это работает
Выражения
if
и switch
с инициализаторами по сути являются синтаксическим сахаром. Два следующих фрагмента кода эквивалентны:До C++17:
{
auto var (init_value); if (condition) {
// Ветвь A. К переменной var можно получить доступ
} else {
// Ветвь B. К переменной var можно получить доступ
}
// К переменной var все еще можно получить доступ
}
Начиная с C++17:
if (auto var (init_value); condition) {
// Ветвь A. К переменной var можно получить доступ
} else {
// Ветвь B. К переменной var можно получить доступ
}
// К переменной var больше нельзя получить доступ
То же верно и для выражений
switch
.До C++17:
{
auto var (init_value); switch (var) {
case 1: ...
case 2: ...
...
}
// К переменной var все еще можно получить доступ
}
Начиная с C++17:
switch (auto var (init_value); var) {
case 1: ...
case 2: ...
...
}
// К переменной var больше нельзя получить доступ
Благодаря описанному механизму область видимости переменной остается минимальной. До С++17 этого можно было добиться только с помощью дополнительных фигурных скобок, как показано в соответствующих примерах. Короткие жизненные циклы уменьшают количество переменных в области видимости, что позволяет поддерживать чистоту кода и облегчает рефакторинг.
Дополнительная информация
Еще один интересный вариант — ограниченная область видимости критических секций. Рассмотрим следующий пример:
if (std::lock_guard lg {my_mutex} ; some_condition) {
// Делаем что-нибудь
}
Сначала создается
std::lock_guard
. Этот класс принимает мьютекс в качестве аргумента конструктора. Он запирает мьютекс в конструкторе, а затем, когда выходит из области видимости, отпирает его в деструкторе. Таким образом, невозможно забыть отпереть мьютекс. До появления С++17 требовалась дополнительная пара скобок, чтобы определить область, где мьютекс снова откроется.Не менее интересный пример — это область видимости слабых указателей. Рассмотрим следующий фрагмент кода:
if (auto shared_pointer (weak_pointer.lock()); shared_pointer != nullptr) {
// Да, общий объект еще существует
} else {
// К указателю shared_pointer можно получить доступ, но он является нулевым
}
// К shared_pointer больше нельзя получить доступ
Это еще один пример с бесполезной переменной
shared_pointer
. Она попадает в текущую область видимости, несмотря на то что потенциально является бесполезной за пределами условного блока if
или дополнительных скобок!Выражения
if
с инициализаторами особенно хороши при работе с устаревшими API, имеющими выходные параметры:
if (DWORD exit_code; GetExitCodeProcess(process_handle, &exit_code)) {
std::cout << "Exit code of process was: " << exit_code << '\n';
}
// Бесполезная переменная exit_code не попадает за пределы условия if
GetExitCodeProcess
— функция API ядра Windows. Она возвращает код для заданного дескриптора процесса, но только в том случае, если данный дескриптор корректен. После того как мы покинем этот условный блок, переменная станет бесполезной, поэтому она не нужна в нашей области видимости.Возможность инициализировать переменные внутри блоков
if
, очевидно, очень полезна во многих ситуациях, особенно при работе с устаревшими API, которые используют выходные параметры.
Всегда ограничивайте области видимости с помощью инициализации в выражениях
if
и switch
. Это позволит сделать код более компактным, простым для чтения, а в случае рефакторинга его будет проще перемещать.Новые правила инициализатора с фигурными скобками
В C++11 появился новый синтаксис инициализатора с фигурными скобками
{}
. Он предназначен как для агрегатной инициализации, так и для вызова обычного конструктора. К сожалению, когда вы объединяли данный синтаксис с типом переменных