Сила Троя

Ключове слово auto у C++

У C++ ключове слово auto - це потужна можливість, запроваджена в C++11, яку використовують для оголошення змінних із виведеним типом даних. Компілятор виводить тип змінної на основі її ініціалізатора, що може зробити код зрозумілішим і легшим у супроводі.

Приклад використання

Розглянемо наступний приклад, де auto використовують для оголошення змінних:

auto dragon_population{3};          // dragon_population is deduced as an integer
auto westeros{7.7777};              // westeros is deduced as a double
auto wedding_location{"The Twins"}; // wedding_location is deduced as a const char*, not std::string

У кожному випадку тип змінної виводиться зі значення, яким її ініціалізовано.

Виведення типу

Ключове слово auto допомагає писати лаконічніший і зрозуміліший код, зменшуючи багатослівність явних типів.

const std::vector<std::string> pigeon_pie{"flour", "butter", "pigeon", "salt"};
auto purple_wedding_pie{pigeon_pie};
purple_wedding_pie.emplace_back("the strangler");

У цьому циклі auto виводить тип purple_wedding_pie як std::vector<std::string>, уникаючи потреби знову явно вказувати тип.

Сумісність

Ключове слово auto сумісне з різними конструкціями C++, що робить його універсальним інструментом у сучасному програмуванні на C++.

auto& element{array[0]};           // reference to an element
const auto object{otherObject};    // const type version of otherObject's type
auto* ptr{&x};                     // pointer to x with the same type as x, but as a pointer.

У наступних концепціях ми часто будемо бачити ключове слово auto з лямбда-виразами, циклами for на основі діапазону та ітераторами.

Розумні вказівники

Розумні вказівники - це сучасна можливість C++, покликана забезпечувати автоматичне керування памʼяттю, допомагаючи запобігати витокам памʼяті та завислим вказівникам, які зазвичай повʼязують із сирими вказівниками. Вони діють як обгортки навколо сирих вказівників, додаючи додаткову функціональність, як-от автоматичне звільнення памʼяті, коли вказівник більше не потрібен.

Загальний синтаксис

Розумні вказівники зазвичай реалізовані як шаблони класів у стандартній бібліотеці C++. Два найпоширеніші розумні вказівники - це std::unique_ptr і std::shared_ptr.

Унікальні вказівники

std::unique_ptr - це розумний вказівник, який одноосібно володіє обʼєктом. Він гарантує, що в будь-який момент лише один обʼєкт std::unique_ptr володіє ресурсом. Коли std::unique_ptr, що володіє ресурсом, знищується або скидається, він автоматично знищує обʼєкти та звільняє його памʼять.

#include <memory>
// Declaring and defining a unique pointer
auto rightful_king_of_england = std::make_unique<std::string>("Excalibur");

// Unique pointers cannot be copied or assigned
auto mordred = rightful_king_of_england; // Error: Cannot copy a unique_ptr

Переваги std::make_unique()

Створюючи std::unique_ptr, краще використовувати std::make_unique() замість прямого використання new для виділення памʼяті. std::make_unique() має кілька переваг:

1. Безпека винятків: std::make_unique() гарантує безпеку винятків. Якщо під час конструювання обʼєкта виникає виняток, памʼять буде автоматично звільнено, що запобігає витокам памʼяті.
2. Ясність: Використання std::make_unique() робить код яснішим і лаконічнішим. Воно усуває потребу явно вказувати тип, що виділяється, оскільки аргументи шаблону виводяться автоматично.
3. Можливості оптимізації: Компілятори мають змогу оптимізувати std::make_unique() ефективніше, ніж виділяти памʼять вручну за допомогою new, що може призвести до покращення продуктивності.
4. Уникнення неправильного використання: Видалення базового ресурсу можливе, коли std::unique_ptr сконструйовано вручну. Це призведе до невизначеної поведінки, коли std::unique_ptr спробує видалити його в кінці своєї області видимості.

Спільні вказівники

std::shared_ptr - це розумний вказівник, який дозволяє кільком обʼєктам std::shared_ptr спільно володіти одним і тим самим ресурсом. Він відстежує, скільки спільних вказівників посилаються на ресурс, і звільняє памʼять лише тоді, коли останній спільний вказівник, що володіє ресурсом, виходить з області видимості або скидається.

// Declaring and defining a shared pointer to a dynamically allocated string
auto martian_congressional_republic = std::make_shared<std::string>("protomolecule");

// Creating more shared pointer that shares ownership
auto outer_planets_alliance = martian_congressional_republic;
auto united_nations = martian_congressional_republic;

Переваги std::make_shared()

Подібно до std::make_unique(), std::make_shared() пропонує переваги, як-от підвищена ефективність використання памʼяті, безпека винятків і зрозумілість. Він поєднує виділення памʼяті для контрольного блоку та керованого обʼєкта в одну операцію, підвищуючи ефективність і зменшуючи ризик витоків памʼяті. Крім того, автоматичне виведення аргументів шаблону спрощує код і підвищує зрозумілість. Використання std::make_shared() сприяє чистішому, безпечнішому та ефективнішому коду під час роботи з обʼєктами std::shared_ptr у C++.

Поради щодо використання

Типово використовуймо розумні вказівники: std::unique_ptr для одноосібного володіння, а std::shared_ptr для спільного володіння. Залишаймо сирі вказівники для посилань без володіння або для взаємодії із застарілим кодом. У більшості випадків std::unique_ptr достатньо для одноосібного володіння, оскільки він забезпечує легке керування памʼяттю без накладних витрат на підрахунок посилань. std::shared_ptr слід використовувати ощадливо, оскільки він додає накладні витрати й складність, якщо тільки не потрібне справжнє спільне володіння.