C++23 и C++26 Предварительный просмотр
Изучите C++23 std::expected, std::print, вычисляя это, улучшения диапазонов и предпросмотр предстоящих функций C++26, таких как контракты, отражение и сопоставление шаблонов.
Эволюция продолжается
C++23 - это выпуск «завершения», который заполняет пробелы, оставленные C++20, и добавляет высоко запрошенные функции. std::expected обеспечивает обработку ошибок в стиле ржавчины, std::print обеспечивает современный вывод, , что позволяет создавать мощные шаблоны метапрограммирования, а диапазоны получают десятки новых просмотров. Между тем, C++26 становится еще одним крупным релизом с контрактами, отражением и совпадением шаблонов** — функциями, которые кардинально изменят то, как мы пишем безопасный, экспрессивный код C++.
Оригинальное название: Expected: Modern Error Handling
std::expected имеет либо значение успеха типа T, либо ошибку типа E. В сочетании с монадическими операциями (.and_then(), .transform(), .or_else()) он позволяет без исключений обрабатывать ошибки:
#include <iostream>
#include <expected>
#include <string>
#include <charconv>
#include <system_error>
enum class ParseError {
empty_input,
invalid_format,
out_of_range
};
std::expected<int, ParseError> parse_int(std::string_view sv) {
if (sv.empty()) return std::unexpected(ParseError::empty_input);
int result{};
auto [ptr, ec] = std::from_chars(sv.data(), sv.data() + sv.size(), result);
if (ec == std::errc::invalid_argument)
return std::unexpected(ParseError::invalid_format);
if (ec == std::errc::result_out_of_range)
return std::unexpected(ParseError::out_of_range);
if (ptr != sv.data() + sv.size())
return std::unexpected(ParseError::invalid_format);
return result;
}
std::expected<int, ParseError> double_if_positive(int val) {
if (val <= 0) return std::unexpected(ParseError::out_of_range);
return val * 2;
}
int main() {
// Direct usage
auto result = parse_int("42");
if (result) {
std::cout << "Parsed: " << *result << "\n";
} else {
std::cout << "Error code: " << static_cast<int>(result.error()) << "\n";
}
// Monadic chaining — like Rust's Result::and_then
auto chained = parse_int("21")
.and_then(double_if_positive) // int -> expected<int, E>
.transform([](int v) { return v + 1; }) // int -> int (wrapped)
.or_else([](ParseError e) -> std::expected<int, ParseError> {
std::cout << "Recovering from error\n";
return 0; // default value on error
});
std::cout << "Chained result: " << *chained << "\n"; // 43
return 0;
}std::print и std::println
std::print и std::println объединяют std::format с выходом, заменяя std::cout << для большинства вариантов использования. Они быстрее, безопасны по типу и производят читаемый код:
#include <print>
#include <vector>
#include <string>
#include <ranges>
int main() {
// Basic printing — no more << chains!
std::println("Hello, {}!", "C++23");
std::print("No newline here. ");
std::println("But here.");
// Formatting works just like std::format
int x = 42;
double pi = 3.14159;
std::println("x = {}, pi = {:.2f}", x, pi);
std::println("Hex: {:#x}, Binary: {:#b}", 255, 255);
// Print to stderr
std::println(stderr, "Warning: something happened");
// Containers and ranges (C++23 formatter support)
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
std::println("Vector: {}", v); // [1, 2, 3, 4, 5]
// Formatted table
std::println("{:<15} {:>10} {:>10}", "Name", "Score", "Grade");
std::println("{:<15} {:>10} {:>10}", "Alice", 95, "A");
std::println("{:<15} {:>10} {:>10}", "Bob", 87, "B+");
return 0;
}Улучшения диапазонов: zip, chunk, slide
C++23 добавляет мощные новые виды диапазона, которые охватывают общие шаблоны, ранее требующие ручных циклов или сторонних библиотек:
#include <print>
#include <ranges>
#include <vector>
#include <string>
int main() {
std::vector<std::string> names{"Alice", "Bob", "Carol"};
std::vector<int> scores{95, 87, 92};
// zip — combine multiple ranges element-wise
for (auto [name, score] : std::views::zip(names, scores)) {
std::println("{}: {}", name, score);
}
std::vector<int> data{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
// chunk — split into groups of N
for (auto chunk : data | std::views::chunk(3)) {
std::print("[ ");
for (int v : chunk) std::print("{} ", v);
std::println("]");
}
// [ 1 2 3 ] [ 4 5 6 ] [ 7 8 9 ]
// slide — sliding window of size N
for (auto window : data | std::views::slide(3)) {
std::print("( ");
for (int v : window) std::print("{} ", v);
std::println(")");
}
// ( 1 2 3 ) ( 2 3 4 ) ( 3 4 5 ) ... ( 7 8 9 )
// cartesian_product — all combinations
std::vector<char> suits{'H', 'D', 'C', 'S'};
std::vector<int> ranks{1, 2, 3};
for (auto [suit, rank] : std::views::cartesian_product(suits, ranks)) {
std::print("{}{} ", suit, rank);
}
std::println("");
// enumerate — index + value (finally!)
for (auto [i, name] : std::views::enumerate(names)) {
std::println("[{}] {}", i, name);
}
return 0;
}Выводить это
C++23, выводящий этот* (также называемый «явным параметром объекта»), позволяет функциям-членам принимать this в качестве явного, выведенного параметра. Это устраняет необходимость дублирования перегрузок const/non-const, обеспечивает рекурсивные лямбда и упрощает CRTP:
struct Widget {
std::string name;
// Before C++23: two identical overloads
// const std::string& get_name() const { return name; }
// std::string& get_name() { return name; }
// C++23: one function handles both
template<typename Self>
auto&& get_name(this Self&& self) {
return std::forward<Self>(self).name;
}
};Параметр this Self&& self определяет, является ли объект const, non-const, lvalue или rvalue — и пересылает правильно. Этот паттерн, называемый «выводящим эту» идиому, может сократить наборы перегрузок функции члена пополам.
C++26 Превью: Контракты, Отражение, Соответствие образов
Ожидается, что C++26 будет включать в себя несколько преобразующих функций:
Контракты — pre, post и contract_assert допускают предварительные условия, пост-условия и утверждения о том, что система сборки может включать или отключать:
int sqrt_int(int x)
pre(x >= 0)
post(r: r * r <= x)
{
// implementation
}Static Reflection — Проверка типов, членов и переписчиков во время составления. Генерировать код на основе структурных полей, автопроизводной сериализации и многого другого — все без макросов.
Соответствие шаблонов — выражения inspect позволяют сопоставлять типы, значения и структуру:
inspect (variant_value) {
<int> i => std::println("int: {}", i);
<string> s => std::println("string: {}", s);
__ => std::println("other");
};Отправитель/получатель (std::execution) Стандартная структура для выполнения асинхронизации, которая обеспечивает структурированную параллель, заменяя специальные реализации пула потоков.
Оставайтесь в курсе эволюции C++:
1. Задайте минимальный стандарт для вашего проекта (C++17 является прочной основой для большинства производственных кодов сегодня)
2. Используйте флаги компилятора для выбора стандарта: -std=c++17, -std=c++20, -std=c++23
3. Проверить поддержку компилятора на cppreference.com/compiler support — не все компиляторы реализуют каждую функцию
4. Использовать тестовые макросы , такие как __cpp_concepts, __cpp_lib_expected для условного использования новых функций
5. Читайте предложения (wg21.link/pXXXX) для функций, которые вы планируете использовать
6. Не гонитесь за каждой новой функцией — примите то, что делает вашу кодовую базу проще и правильнее, а не просто новее
Принятие новейших стандартных функций слишком рано имеет реальные затраты:
Ошибки компилятора: Новые функции часто имеют ошибки реализации, которые обнаруживаются только при использовании продукта. Например, модули C++20 имели значительные ошибки компилятора в течение 2-3 лет после стандартизации.
Неполный инструментарий: Отладчики, профилировщики и статические анализаторы могут не полностью поддерживать новейшие функции. Поддержка IDE (IntelliSense, завершение кода) часто отстает.
**Портативность: Если ваш код должен компилироваться на нескольких платформах (Linux, macOS, Windows, встроенные), вы ограничены пересечением того, что поддерживают все целевые компиляторы.
Готовность команды: Новые функции требуют общекомандного обучения. Функция, которую понимает только один разработчик, создает узкое место в обслуживании.
std::expectedпозволяет обрабатывать ошибки в стиле Rust с помощью монадных цепей (.and_then(),.transform())std::print/std::printlnзаменитstd::cout <<с чистым, быстрым, безопасным по типу форматированию выходом- Диапазоны C++23 включают
zip,chunk,slide,cartesian_productиenumerate - Уменьшение этого устраняет дублирование функции Const/non-const
- C++26 нацелен на контракты, статическое отражение, сопоставление шаблонов и
std::executionдля асинхронизации - Принятие новых стандартов постепенно — проверка поддержки компилятора, тщательное тестирование и обеспечение готовности команды.
Тест — проверьте свои знания
(15 XP)1. Что представляет собой `std::expected<int, Error>`?
2. Что производит `std::views::zip(names, scores)`?
3. Какая функция C++26 позволяет определять предусловия функции и постусловия?