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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。forward和move：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，T1 和 T2 是两个不同的类型，p 是一个 pair 对象，包含两个元素：first 和 second。
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，x 和 y 是两个值，p 是一个 pair 对象，其 first 成员存储 x，second 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，a 和 b 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;
}
#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;
}
#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;
}
#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;
}
#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;
}
#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。