C++的隐藏特性是什么？

Question

在讨论“隐藏功能”问题时，没有关于C++的爱吗？我想我应该提出这个问题。C++有哪些隐藏功能？

- Craig H

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@Devtron - 我曾见过一些被当作功能出售的神奇漏洞（如意外行为）。事实上，游戏行业现在正在尝试让这种情况发生，并称之为“自发游戏”（此外，请查看《灵能追击》中的“TK冲浪”，它最初只是一个漏洞，但他们将其保留并成为了游戏中最好的功能之一，在我看来）。 - Grant Peters

并不是很多人从头到尾读过786页的ISO C++标准，但我想你肯定做到了，并且还记住了全部内容，对吗？ - j_random_hacker

@Laith，@j_random：请查看我的问题“程序员的笑话是什么，我如何识别它，以及适当的回应”在http://stackoverflow.com/questions/1/you-have-been-link-rolled。 - Roger Pate

请查看 http://meta.stackexchange.com/questions/56669/should-hidden-features-of-x-be-removed-closed-locked，http://meta.stackexchange.com/questions/57226/should-we-have-a-list-of-x-close-reason 以及相关的 Meta 帖子。 - Roger Pate

Answer 1

大部分 C++ 程序员都熟悉三目运算符：

x = (y < 0) ? 10 : 20;

然而，他们并没有意识到它可以被用作 lvalue：

(a == 0 ? a : b) = 1;

这是一个简写，意为

if (a == 0)
    a = 1;
else
    b = 1;

请小心使用 :-)

- Ferruccio

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非常有趣。我可以看出那会造成一些难以阅读的代码。 - Jason Baker

哎呀。如果a等于0，那么(a == 0 ? a : b)会被赋值为(y < 0 ? 10 : 20)。 - Jasper Bekkers

（b ? trueCount : falseCount)++ 的意思是根据条件 b 的真假情况，将 trueCount 或 falseCount 中的一个加一，并返回加一后的结果。 - Pavel Radzivilovsky

不确定这是否适用于GCC，但我惊讶地发现这也起作用：(value ? function1 : function2)()。 - Chris Burt-Brown

不，如果它们具有相同的类型（即没有默认参数），那么在任何地方都应该可以工作。 function1和function2会被隐式转换为函数指针，然后将结果隐式转换回去。 - MSalters

Answer 2

您可以在C++源代码中放置URI而不会出错。例如：

void foo() {
    http://stackoverflow.com/
    int bar = 4;

    ...
}

- Ben

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但是每个功能只能有一个，我猜是这样吧？ :) - Constantin

@jpoh说：在后面加上冒号的http成为一个“标签”，您稍后可以在goto语句中使用它。编译器发出警告是因为在上面的示例中它没有在任何goto语句中使用过。 - utku_karatas

只要使用不同的协议，您可以添加多个！例如：ftp://ftp.microsoft.com、gopher://aerv.nl/1 等等... - Daniel Earwicker

一个紧跟着冒号的标识符是一个标签（用于 goto 语句，在 C++ 中可以使用）。两个斜杠后面的任何内容都是注释。因此，在 http://stackoverflow.com 中，http 是一个标签（理论上您可以编写 goto http;），而 //stackoverflow.com 只是一条行末注释。这两者都是合法的 C++ 代码，所以这个结构可以编译通过。当然，它并没有做任何有用的事情。 - David Thornley

很遗憾，“goto http;”并不能跳转到指定的URL。 :( - Yakov Galka

Answer 3

指针算术。

C++程序员喜欢避免使用指针，因为可能会引入错误。

我见过的最酷的C++是什么？模拟字面量。

- Anonymouse

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我们避免使用指针是因为它容易出现错误？但指针基本上是动态C++编程的全部！ - Nick Bedford

模拟字面量非常适合用于混淆的C++竞赛条目，特别是ASCII艺术类型。 - Synetech

Answer 4

我同意大多数帖子的观点：C++是一种多范式语言，所以你会发现“隐藏”的功能（除了应该尽量避免的“未定义行为”之外）都是设施的巧妙使用。

这些设施中的大部分都不是语言内置功能，而是基于库的。

最重要的是RAII，它经常被来自C世界的C++开发人员忽视多年。 运算符重载通常是一个被误解的功能，它可以实现类似数组的行为（下标运算符），指针般的操作（智能指针）和类似内置操作（矩阵乘法）。

使用异常通常很困难，但通过一些工作，可以通过异常安全规范产生非常健壮的代码（包括不会失败的代码，或者具有提交样式功能的代码，即将成功或恢复到其原始状态）。

C++最著名的“隐藏”功能是模板元编程，因为它使您能够在编译时部分（或完全）执行程序，而不是在运行时执行。不过，这很困难，您必须在尝试之前对模板有牢固的掌握。

其他使用多范式的方式产生“编程方式”超出了C++的祖先，即C。

通过使用函数对象，您可以模拟函数，并具有附加的类型安全性和状态。使用命令模式，您可以延迟代码执行。大多数其他设计模式都可以在C++中轻松高效地实现，以产生不应在“官方C++范例”列表中的替代编码风格。

通过使用模板，您可以生成适用于大多数类型（包括您最初想到的类型之外的类型）的代码。您还可以增加类型安全性，就像自动类型安全的malloc / realloc / free一样。C ++对象特性非常强大（因此，如果不小心使用，可能很危险），但是即使在C ++中，动态多态性也有其静态版本：CRTP。

我发现Scott Meyers的大多数“Effective C ++”类型的书籍或Herb Sutter的“Exceptional C ++”类型的书籍都很容易阅读，并且对C ++的已知和未知特性提供了宝贵的信息。

我最喜欢的之一应该会让任何Java程序员感到恐惧：在C ++中，将功能添加到对象的最面向对象的方法是通过非成员非友元函数，而不是成员函数（即类方法），因为：

• 在C ++中，类的接口既是其成员函数，也是同一命名空间中的非成员函数

• 非友元非成员函数无权访问类内部。因此，使用成员函数而不是非成员非友元函数将削弱类的封装性。

即使是经验丰富的开发人员也会感到惊讶。

（来源：包括Herb Sutter的在线Guru of the Week＃84：http://www.gotw.ca/gotw/084.htm）

- paercebal

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+1 非常详尽的回答。显然由于未完全公开（否则就不会有“隐藏功能”了！）:p在回答的第一点中，您提到了类接口的成员。您是指“...既包括其成员函数，也包括友元非成员函数”吗？ - wilhelmtell

CRTP - http://en.wikipedia.org/wiki/Curiously_Recurring_Template_Pattern CRTP - http://zh.wikipedia.org/wiki/奇特递归模板模式 - J.J.

你所提到的1是指Koenig查找，对吗？ - Özgür

@wilhelmtell：不不不... :-p ... 我的意思是“它的成员函数和非友元非成员函数”.... Koenig的查找将确保这些函数在其符号搜索中比其他“外部”函数更早地被考虑。 - paercebal

@Comptrol：你几乎是对的，这是Keonig查找的结果。 - paercebal

好的文章，特别是最后一部分，值得点赞。我可能还会将Boost库添加为“隐藏功能”。我认为它几乎可以视为C++应该拥有的标准库。 ;) - jalf

Answer 5

我认为比较隐蔽的一种编程语言特性是命名空间别名。在我的学校生涯中从未听到过这方面的内容，直到我在boost文档中遇到了相关示例才引起了我的注意。当然，现在我知道了这个特性，你可以在任何标准的C++参考资料中找到它。

namespace fs = boost::filesystem;

fs::path myPath( strPath, fs::native );

- jasonmock

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如果你不想使用 using，我猜这会很有用。 - Siqi Lin

这也可以作为在不同实现之间切换的一种有用方式，比如选择线程安全还是非线程安全，或者版本1与版本2之间的切换。 - Tony Delroy

如果你正在处理一个命名空间层次结构很大的大型项目，并且不想让你的头文件造成命名空间污染（同时你希望你的变量声明易于阅读），那么这将非常有用。 - Brandon Bohrer

Answer 6

在 for 循环的初始化部分不仅可以声明变量，还可以声明类和函数。

for(struct { int a; float b; } loop = { 1, 2 }; ...; ...) {
    ...
}

这允许使用不同类型的多个变量。

- Johannes Schaub - litb

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很高兴知道你能够做到，但个人认为最好尽量避免这样做。主要是因为它难以阅读。 - Zoomulator

实际上，在这种情况下，可以使用一对元素：for ( std::pair<int,float> loop=std::make_pair(1,2); loop.first > 0; loop.second+=1) - Valentin H

@Valentin，那我建议你尝试向VS2008提交一个错误报告，而不是对这个隐藏功能进行贬低评价。显然这是你的编译器的问题。 - Johannes Schaub - litb

哎呀，在msvc10中也不起作用。太遗憾了 :( - avakar

@avakar，事实上，gcc引入了一个bug，在v4.6中也会拒绝它 :) 请参见http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=46791 - Johannes Schaub - litb

Answer 7

数组操作符是可结合的。

A[8] 是 *(A + 8) 的同义词。由于加法是可结合的，这可以重写为*(8 + A)，它是... 8[A] 的同义词。

你没有说这很有用... :-)

- Colin Jensen

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实际上，当使用这个技巧时，你需要特别注意你使用的类型。A[8]实际上是第8个A，而8[A]是从地址为8开始的第Ath个整数。如果A是一个字节，那么你就有一个错误。 - Vincent Robert

你的意思是当你说“可交换”时，实际上想表达的是“结合律”吗？ - DarenW

文森特，你错了。A 的类型根本不重要。例如，如果 A 是一个 char*，那么这段代码仍然是有效的。 - Konrad Rudolph

注意，A必须是一个指针，而不是一个重载了运算符[]的类。 - David Rodríguez - dribeas

在这里，必须有一个整型和一个指针类型，C和C++都不关心哪个先出现。 - David Thornley

A[8] 的值为 *(A + 8)。而 8[A] 的值为 *(8 + A)。它们是相同的。 - Marlon

Answer 8

有一件不太为人知的事情是，union 也可以作为模板：

template<typename From, typename To>
union union_cast {
    From from;
    To   to;

    union_cast(From from)
        :from(from) { }

    To getTo() const { return to; }
};

它们也可以拥有构造函数和成员函数。只是不能涉及继承（包括虚函数）。

- litb

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这难道不会引起未定义行为吗？ - Greg Bacon

是的，如果将 From 和 To 设置并相应使用，则会触发未定义行为。但是，这样的 union 可以通过特定方式（使用 To 作为无符号字符数组或共享与 From 相同初始序列的结构体）来实现定义良好的行为。即使以未定义的方式使用它，它仍可能对低级别工作有用。无论如何，这只是一个联合模板的示例 - 对于联合模板可能还有其他用途。 - Johannes Schaub - litb

构造函数需要注意。请注意您只需要构造第一个元素，并且这仅在C++0x中允许。根据当前标准，您必须坚持使用可平凡构造类型。此外，不能有析构函数。 - Potatoswatter

所以基本上你是这样做的吗？ *(B *)&a - Nick Bedford

@JohannesSchaub-litb：此外，位域可以进行模板化：https://dev59.com/BF3Va4cB1Zd3GeqPDb4B#8309592 - sehe

Answer 9

C++是一个标准，不应该有任何隐藏功能...

C++是一种多范式语言，你可以打赌最后的钱里面有隐藏功能。其中一个例子是模板元编程。标准委员会中没有人打算在编译时执行一个图灵完备的子语言。

- Konrad Rudolph

Answer 10

另一个在C语言中不起作用的隐藏功能是一元+运算符的功能。您可以使用它来提升和降低各种事物。

将枚举转换为整数

+AnEnumeratorValue

现在你的枚举值已经具有完美的整数类型，可以容纳其值。手动操作时，你几乎不会知道该类型！例如，当你想为枚举实现重载运算符时，就需要这样做。

从变量中获取值

你必须使用一个类，该类使用内部静态初始化程序而没有外部定义，但有时链接失败？该运算符可以帮助创建一个临时变量，而不对其类型进行任何假设或依赖。

struct Foo {
  static int const value = 42;
};

// This does something interesting...
template<typename T>
void f(T const&);

int main() {
  // fails to link - tries to get the address of "Foo::value"!
  f(Foo::value);

  // works - pass a temporary value
  f(+Foo::value);
}

将数组衰变为指针

您想将两个指针传递给函数，但它却无法工作？运算符可能会有所帮助。

// This does something interesting...
template<typename T>
void f(T const& a, T const& b);

int main() {
  int a[2];
  int b[3];
  f(a, b); // won't work! different values for "T"!
  f(+a, +b); // works! T is "int*" both time
}

- Johannes Schaub - litb