C++技术报告：库扩展与智能指针

"这篇技术报告详细介绍了C++的C11标准库扩展，涵盖了参考包装器、智能指针等新特性，旨在提升C++程序员的效率和代码质量。" C++是一个广泛使用的编程语言，其C11标准引入了一系列新特性和改进，以增强其功能并提高开发效率。这份技术报告详细探讨了C++11标准库中的关键扩展，特别是针对通用工具和智能指针的部分，这对于任何希望掌握C++最新技术的人来说都是极其有价值的。 1. **通用工具**： - **参考包装器(Reference Wrappers)**：在`<functional>`头文件中增加了对参考包装器的支持，允许将引用作为函数对象传递。这增强了函数对象的灵活性，可以在需要时将引用转换为对象。 - - `reference_wrapper`类模板：这个模板提供了一个包装任何非引用类型的引用类。它可以被构造、复制、销毁，并支持赋值操作。 - - `reference_wrapper`的成员函数：包括访问、调用和辅助函数，使得处理引用变得更加方便。 2. **智能指针**： - **`bad_weak_ptr`异常类**：当尝试从`weak_ptr`访问一个已经被删除或释放的对象时，会抛出`bad_weak_ptr`异常，增强了异常安全性。 - **`shared_ptr`类模板**：作为C++11中引入的强引用智能指针，`shared_ptr`负责管理所指向对象的生命周期，确保在没有其他`shared_ptr`引用该对象时自动释放内存。 - - `shared_ptr`的构造函数：提供了多种创建和初始化`shared_ptr`的方式，包括从原始指针、其他`shared_ptr`、`unique_ptr`以及`nullptr`。 - - `shared_ptr`的析构函数：在最后一个`shared_ptr`实例销毁时，会自动调用所管理对象的析构函数。 - - `shared_ptr`的赋值操作：支持赋值运算符，用于改变`shared_ptr`所指向的对象。 - - `shared_ptr`的修改器：如`reset()`和`swap()`，用于改变或交换所管理的对象。 - - `shared_ptr`的观察者：包括`get()`、`use_count()`和`expired()`等，用于获取指向的对象、引用计数或检查对象是否已过期。 - - `shared_ptr`的比较操作：提供了一套完整的比较运算符，如`==`、`!=`、`<`等，用于比较`shared_ptr`的相对顺序或相等性。 - - `shared_ptr`的输入/输出(I/O)：支持流式输出，允许将`shared_ptr`的内容写入输出流。 这份报告详细描述了C++11中这些关键扩展的使用方法和注意事项，对于深入理解C++11新特性以及在实践中有效利用这些工具进行更安全、更高效的编程至关重要。通过学习和应用这些新特性，开发者可以编写出更加现代、高效且易于维护的C++代码。