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C++11 und c++14

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Was bringen die neuen Standards C++11 und C++14? Ein Vortrag von Holger Jakobs auf der OpenRheinRuhr in Oberhausen im November 2014.

Veröffentlicht in: Technologie
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C++11 und c++14

  1. 1. C++11 und C++14 Was bringen die neuen Standards? Holger Jakobsholger@jakobs.com – http://plausibolo.de
  2. 2. kurze Geschichte von C++ ●Erfinder von C++ ist BjarneStroustrup ●1979: C with Classes ●1984: Umbenennung in C++ ●1985: C++ 1.0 ●1989: C++ 2.0 ●1998: ISO C++ ●2011: ISO C++11 ●2014: ISO C++14
  3. 3. Haupt-Eigenschaften ●Code läuft als nativer Code direkt auf Hardware – keine virtuelle Maschine. ●Code ist typsicher (weitestgehend, Ausnahmen beruhen auf C-Kompatibilität). ●Destruktoren räumen den Speicher auf, keine Garbage Collection – denn Speicher ist nicht alles! ●Objekte werden auf dem Stack erzeugt, nicht ständig mit new auf dem Heap!
  4. 4. Haupt-Eigenschaften ●C++ gehört niemandem. ●Es gibt eine umfangreiche Standardbibliothek, aber ihr fehlen noch wesentliche Dinge: –GUI-Programmierung (große Auswahl vorhanden: Qt, Tk, Gtk+, wxWidgets, … – aber kein Standard) –XML-Bibliothek –Unterstützung für Web-Programmierung
  5. 5. C++ 1.0 - 1985 Hauptsächliche Neuigkeiten: ●Overloading von Funktionen/Methoden ●virtuelle Funktionen, virtual ●Referenzen als Ergänzung zu Zeigern ●echte Konstanten ●Kommentare mit //
  6. 6. C++ 2.0 - 1989 Hauptsächliche Neuigkeiten: ●Mehrfachvererbung ●abstrakte Klassen ●statische Methoden ●Schlüsselwort protected
  7. 7. ISO C++98 ●STL wurde Teil der C++ Standard Library ●Deklaration von lokalen Laufvariablen in for ●Typecasts: a = double (y); ●Weglassen des .h beim #include: #include <iostream> ●Namespaces, Datentypen string bool ●stringstream statt strstream ●eine Reihe neuer Schlüsselwörter
  8. 8. ISO C++11 ●Eigentlich war C++0x geplant … ●Ziele (Stroustrup) –Make C++ a better language for systems programming and library building –Make C++ easier to teach and learn ●Stroustrup: The range of abstractions that C++ can express elegantly, flexibly, and at zero costs compared to hand-crafted specialized code has greatly increased.
  9. 9. Neuerungen in ISO C++11 ●Rvalues und Move Semantics ●echte enum-Typen ●long long (mind. 64 bit) ●generalisierte konstante Ausdrücke constexpr ●Nullpointer nullptr ●Kontrolle durch default delete ●Typherleitung durch auto ●Initialisierung durch { … }
  10. 10. Neuerungen in ISO C++11 ●static_assert ●raw Strings ●Lambda-Ausdrücke ●reguläre Ausdrücke (bei g++ erst ab 4.9) ●Threads ●variabel lange Parameterlisten für Templates ●„smart“ pointers ●Zeitbibliothek chrono
  11. 11. Rvalue und Move-Semantics ●Kopierkonstruktor X(const X&); ●neu: Move-Konstruktor X(X&&); ●Zuweisung X& operator=(const X&); ●neu: Move-Zuweisung X& operator=(X&&); ●Gründe hierfür: –Speicherplatz sparen –Performance verbessern –Rückgabemöglichkeit ohne Zeiger
  12. 12. Rvalue und Move-Semantics ●siehe matrix-move.cpp ●Was man nicht machen darf: mit new neuen Speicher in operator+ holen und dann eine Referenz darauf zurückgeben. ●Grund: Wer ist für die Dereferenzierung verantwortlich? Was passiert, wenn vor der Rückgabe eine Exception geworfen wird? ●Also: Nirgendwo new machen, wo das zugehörige delete nicht dabei ist.
  13. 13. Rvalue und Move-Semantics ●Compiler erzeugt automatisch: –default-Konstruktor –copy-Konstruktor und copy-Zuweisung –move-Konstruktor und move-Zuweisung –Destruktor ●Wenn man nur eines davon selbst definiert, fehlen die anderen! ●Lösung (hier am Beispiel des move-Konstruktors): X(X&&) = default;
  14. 14. Rvalue und Move-Semantics ●Woher weiß der Compiler, ob er move oder copy machen soll? ●Bei Werterückgaben weiß er das. ●sonst Hinweis geben mit std::move(x); template <typename T> void swap (T &a, T &b) { T tmp = std::move(a); a = std::move(b); b = std::move(tmp); }
  15. 15. Consider how to return a potentially large number of elements from a function. Here is a conventional C++98 function returning the indices of string matches: vector<int>* find_all (vector<string>& vs, const string& s) { vector<int>* res = new vector<int>; for (int i = 0; i < vs->size(); ++i) if (vs[i] == s) res->push_back(i); return res; } vector<int>* pvi = find_all(some_vec,"vindaloo"); for (vector<int>::iterator p = pvi->begin(); p!=pvi->end(); ++p) cout << *p << " is a matchn"; // … delete pvi; Quelle: http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=2080042 sonst: memory leak!
  16. 16. Move semantics allows a significant simplification: vector<int> find_all(vector<string>& vs, const string& s) { vector<int> res; for (int i = 0; i<vs.size(); ++i) if (vs[i] == s) res.push_back(i); return res; } for (int x: find_all(some_vec,"vindaloo")) cout << x << " is a matchn"; Auch die Wiedergabe ist viele einfacher! Natürlich kann es auch kein Memory Leak geben, denn es muss nichts mit delete freigegeben werden. move-Semantik
  17. 17. unique_ptr und shared_ptr ●unique_ptr kann nicht kopiert werden. ●Ihm gehört der Speicher, auf den er zeigt. ●Geht er out of scope, gibt er den Speicher frei. ●Eigentümerschaft kann übertragen werden. ●shared_ptr kann mehrere Eigentümer haben. ●Er hat einen Referenzzähler. ●Geht der Zähler auf 0, wird der Speicher freigegeben.
  18. 18. weak_ptr ●weak_ptr zeigt auf einen shared_ptr ●Referenzzähler wird für weak_ptr nicht hochgezählt. ●Daher kann das Objekt auch jederzeit gelöscht werden. ●Vor Zugriff muss er in einen shared_ptr umgewandelt werden mittels lock()
  19. 19. Was sollten C-Programmierer sofort vergessen? Eigentlich alles, was Stress macht bzw. gefährlich ist (buffer overflow): ●Zeichenketten à la C, also char[] und char*, stattdessen string verwenden! ●Alle Arrays, stattdessen Standardcontainer verwenden: array vector list deque forward_list set map ●C-I/O wie printf() fprintf() fgets(), stattdessen iostream verwenden. ●Zeiger zur Parameterübergabe oder Wertrückgabe, stattdessen const& und Move-Semantik verwenden
  20. 20. Neu in C++14 C++14 ist nur ein Finetuning, nicht vergleichbar mit C++11 void sort(Container& c); vector<string> vs {"Hello", "new", "World"}; sort(vs);// fine: vs is a Container template<Sortable Cont> void sort(Cont& container); vector<double> vec {1.2, 4.5, 0.5, -1.2}; list<int> lst {1, 3, 5, 4, 6, 8,2}; sort(vec);// OK: a vector is Sortablesort(lst); // Error at (this) point of use: // Sortable requires random access
  21. 21. Neu in C++14 template<class T> constexpr T pi = T(3.1415926535897932385); //C++14, a variable template in usetemplate<typename T> T circular_area(T r) { return pi<T> * r * r; } double darea = circular_area(5.5); //uses pi<double> float farea = circular_area(5.5f); //uses pi<float> Template-Variablen sind nicht auf eingebaute Typen beschränkt. matrix<T>, complex<T> usw. gehen auch.
  22. 22. Danke für eure Zeit und Aufmerk- samkeit! Holger@Jakobs.com http://plausibolo.de

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