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C++ 标准库 <utility>

C++ 标准库(Standard Template Library,STL)是 C++ 的核心组成部分,提供了一组丰富的工具和算法,以帮助开发者更高效地编写代码。

在 C++ 标准库中,

<utility> 头文件包含了一些实用的工具类和函数,这些工具类和函数在编写高效、可读性强的代码时非常有用。

<utility> 头文件定义了多种工具类和函数,它们主要用于简化编程任务,提高代码的可读性和可维护性,这些工具类和函数包括:

  • pair:一个包含两个元素的容器,通常用于存储和返回两个相关联的值。
  • make_pair:一个函数模板,用于创建 pair 对象。
  • swap:一个函数模板,用于交换两个对象的值。
  • forwardmove:用于完美转发和移动语义的函数模板。

语法

pair 类

pair 是一个模板类,可以存储两个不同类型的值。其基本语法如下:

#include <utility>

std::pair<T1, T2> p;

这里,T1T2 是两个不同的类型,p 是一个 pair 对象,包含两个元素:firstsecond

make_pair 函数

make_pair 是一个函数模板,用于创建 pair 对象。其基本语法如下:

#include <utility>

auto p = std::make_pair(x, y);

这里,xy 是两个值,p 是一个 pair 对象,其 first 成员存储 xsecond 成员存储 y

swap 函数

swap 是一个函数模板,用于交换两个对象的值。其基本语法如下:

#include <utility>

std::swap(a, b);

这里,ab 是两个对象,swap 函数将它们的值进行交换。

实例

使用 pair 和 make_pair

实例

#include <iostream>
#include <utility>

int main() {
    // 使用 make_pair 创建 pair 对象
    auto p = std::make_pair(10, 20);

    // 输出 pair 对象的元素
    std::cout << "First element: " << p.first << std::endl;
    std::cout << "Second element: " << p.second << std::endl;

    return 0;
}

输出结果:

First element: 10
Second element: 20

使用 swap 函数

实例

#include <iostream>
#include <utility>

int main() {
    int a = 5;
    int b = 10;

    std::cout << "Before swap: a = " << a << ", b = " << b << std::endl;

    // 使用 swap 函数交换 a 和 b 的值
    std::swap(a, b);

    std::cout << "After swap: a = " << a << ", b = " << b << std::endl;

    return 0;
}

输出结果:

Before swap: a = 5, b = 10
After swap: a = 10, b = 5

使用 move 函数

实例

#include <iostream>
#include <utility>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> v2 = std::move(v1);

    std::cout << "v1 size: " << v1.size() << std::endl; // v1 现在为空
    std::cout << "v2 size: " << v2.size() << std::endl; // v2 拥有 v1 的元素

    return 0;
}

使用 forward 函数

实例

#include <iostream>
#include <utility>

void process(int& i) {
    std::cout << "Lvalue reference to " << i << std::endl;
}

void process(int&& i) {
    std::cout << "Rvalue reference to " << i << std::endl;
}

template <typename T>
void forward_example(T&& t) {
    process(std::forward<T>(t));
}

int main() {
    int x = 10;
    forward_example(x);           // Lvalue reference
    forward_example(20);          // Rvalue reference
    forward_example(std::move(x));// Rvalue reference

    return 0;
}

std::declval 实例

实例

#include <iostream>
#include <utility>
#include <type_traits>

struct MyClass {
    MyClass(int, double) {}
};

template <typename T>
void test() {
    // 获取 T 的构造函数返回的类型,而不实际调用它
    using R = decltype(std::declval<T>()(1, 1.0));
    std::cout << std::is_same<R, MyClass>::value << std::endl;
}

int main() {
    test<MyClass>(); // 输出 1 (true)

    return 0;
}

<utility> 头文件是 C++ 标准库中一个非常有用的部分,它提供了多种工具类和函数,帮助开发者编写更简洁、更高效的代码。