C++17中那些值得关注的特性（上）

C++17标准在2017上半年已经讨论确定，正在形成ISO标准文档，今年晚些时候会正式发布。本文将介绍最新标准中值得开发者关注的新特新和基本用法。

总的来说C++17相比C++11的新特性来说新特性不算多，做了一些小幅改进。C++17增加了数十项新特性，值得关注的特性大概有下面这些：

• constexpr if
• constexpr lambda
• fold expression
• void_t
• structured binding
• std::apply, std::invoke
• string_view
• parallel STL
• inline variable

剩下的有一些来自于boost库，比如variant,any、optional和filesystem等特性，string_view其实在boost里也有。还有一些是语法糖，比如if init、deduction guide、guaranteed copy Elision、template、nested namespace、single param static_assert等特性。我接下来会介绍C++17主要的一些特性，介绍它们的基本用法和作用，让读者对C++17的新特性有一个基本的了解。

C++11增加了一个新特性可变模版参数（variadic template）,它可以接受任意个模版参数在参数包中，参数包是三个点…，它不能直接展开，需要通过一些特殊的方法才能展开，导致在使用的时候有点难度。现在C++17解决了这个问题，让参数包的展开变得容易了，Fold expression就是方便展开参数包的。

fold expression的语义  fold expression有4种语义：

1. unary right fold (pack op …)
2. unary left fold (… op pack)
3. binary right fold (pack op … op init)
4. binary left fold (init op … op pack)

其中pack代表变参，比如args，op代表操作符，fold expression支持32种操作符：

+ - * / % ^ & | = < > > += -= *= /= %= ^= &= |= = == != = && || , .* ->*

unary right fold的含义

fold (E op …) 意味着 E1 op (… op (EN-1 op EN)).

顾名思义，从右边开始fold，看它是left fold还是right fold我们可以根据参数包…所在的位置来判断，当参数包…在操作符右边的时候就是right fold，在左边的时候就是left fold。我们来看一个具体的例子：

template
auto add_val(Args&&... args) {
    return (args +  ...);
}

auto t = add_val(1,2,3,4); //10

right fold的过程是这样的：(1+(2+(3+4)))，从右边开始fold。

unary left fold的含义

fold (… op E) 意味着 ((E1 op E2) op …) op EN。

对于+这种满足交换律的操作符来说left fold和right fold是一样的，比如上面的例子你也可以写成left fold。

template
auto add_val(Args&&... args) {
    return (... + args);
}

auto t = add_val(1,2,3,4); //10

对于不满足交换律的操作符来说就要注意了，比如减法。

template
auto sub_val_right(Args&&... args) {
    return (args - ...);
}


template
auto sub_val_left(Args&&... args) {
    return (... - args);
}

auto t = sub_val_right(2,3,4); //(2-(3-4)) = 3
auto t1 = sub_val_left(2,3,4); //((2-3)-4) = -5

这次right fold和left fold的结果就不一样。

binary fold的含义

Binary right fold (E op … op I) 意味着 E1 op (… op (EN-1 op (EN op I)))。

Binary left fold (I op … op E) 意味着 (((I op E1) op E2) op …) op E2。

其中E代表变参，比如args，op代表操作符，I代表一个初始变量。

二元fold的语义和一元fold的语义是相同的，看一个二元操作符的例子：

template
auto sub_one_left(Args&&... args) {
    return (1 - ... - args);
}

template
auto sub_one_right(Args&&... args) {
    return (args - ... - 1);
}

auto t = sub_one_left（2，3，4);// (((1-2)-3)-4) = -8
auto t1 = sub_one_right（2，3，4);//(2-(3-(4-1))) = 2

相信通过这个例子大家应该对C++17的fold expression有了基本的了解。

comma fold

在C++17之前，我们经常使用逗号表达式和std::initializer_list来将变参一个个传入一个函数。比如像下面这个例子：

template
void print_arg(T t)
{
    std::cout 

template
auto to_str17(T t)
{
    if constexpr(std::is_integral::value)
        return std::to_string(t);

        return t;
}

enum class OS { Linux, Mac, Windows };

//Translate the macros to C++ at a single point in the application
#ifdef __linux__
constexpr OS the_os = OS::Linux;
#elif __APPLE__
constexpr OS the_os = OS::Mac;
#elif __WIN32
constexpr OS the_os = OS::Windows;
#endif

void do_something() {
     //do something general

     if constexpr (the_os == OS::Linux) {
         //do something Linuxy
     }
     else if constexpr (the_os == OS::Mac) {
         //do something Appley
     }
     else if constexpr (the_os == OS::Windows) {
         //do something Windowsy
     }

     //do something general
}
//备注：这个例子摘自https://blog.tartanllama.xyz/c++/2016/12/12/if-constexpr/

template 
constexpr auto func(I i) {
  //use a lambda in constexpr context
  return [i](auto j){ return i + j; }; 
}

const char* data = "test";
std::string_view str1(data, 4);
std::cout