C++17 - El lenguaje que sustituirá a C++11/14 › 2016 › 11 › cpp17.pdfC++17 C++ C++ en dos líneas Correspondencia directa con el hardware. Instrucciones y tipos de datos fundamentales

C++17

C++17El lenguaje que sustituirá a C++11/14

J. Daniel Garcia

Grupo ARCOSUniversidad Carlos III de Madrid

19 de noviembre de 2016

cbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 1/51

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ARCOS@uc3m

UC3M: Una universidad joven, internacional y orientada ala investigación.ARCOS: Un grupo de investigación aplicada.

Líneas: Computación de altas prestaciones, Big data,Sistemas Ciberfísicos, y Modelos de programación para lamejora de las aplicaciones

Mejorando las aplicaciones:REPARA: Reengineering and Enabling Performance andpoweR of Applications. Financiado por Comisión Europea(FP7).RePhrase: REfactoring Parallel Heterogeneous ResourceAware Applications. Financiado por Comisión Europea(H2020).

Normalización:ISO/IEC JTC/SC22/WG21. Comité ISO C++.


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C++ en dos líneas

Correspondencia directa con el hardware.Instrucciones y tipos de datos fundamentales.Inicialmente heredado de C.Presente y futuro: usar mejor el hardware.

caches, multicores, GPUs, FPGAs, SIMD, . . .

Abstracciones sin sobrecarga (zero-overhead).Clases, herencia, programación genérica, . . .Tomado de Simula-67 (que si tenía sobrecarga).Futuro: Seguridad de tipos y recursos, conceptos, módulos,concurrencia, contratos, . . .


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Evolución

C++11 for una mejora radicalC++14 completó C++11.C++17 añade muchas mejoras menores.C++20 podría ser la siguiente major release.

Muchas características nuevas.Concurrencia, números aleatorios, expresiones regulares,. . .Lambdas, expresiones constantes generalizadas, . . .

Simplificación de uso:Auto, bucles basados en rango, iniciación uniforme,semántica de movimiento, . . .


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Evolución





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Selección en tiempo de compilación

2 LenguajeSelección en tiempo de compilaciónIniciación sentencias condicionalesDeducción de plantilla en constructorVariables inlineDeclaraciones de descomposición


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Se introduce un nuevo tipo de selección que se evalúa entiempo de compilación.

// ...if constexpr (expresion) {}

Útil especialmente en contextos de programacióngenérica.


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Problemas con plantillas variádicas

C++11/14

template <class T>void f (T&& t){

print ( t ) ;}

template <class T, class... Rest>void f (T&& t, Rest&&... r ){

f ( t ) ;f ( r ...) ; // Bug overload f()

}


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Simplificación plantillas variádicas

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template <class T, class... Rest>void f (T&& t, Rest&&... r ){

print ( t ) ;if constexpr (sizeof(r ...) >0) {

f ( r ...) ;}

}


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Selección entre familias de tipos

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template <class T>void f (T x){

if constexpr (std:: is_integral <T>::value) {implA(x);

}else if constexpr (std:: floating_point <T>::value) {

implB(x);}else {

implC(x);}

}


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Iniciación sentencias condicionales



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Problema

Muchas veces hace falta definir una variable solamentepara usarla en una selección (if/switch) y no se vuelve ausar.

Los bucles for permiten definir la variable en la propiasentencia.Extensión natural.

C++11/14

int codigo = obten_codigo();if (codigo != 0) {

procesa(codigo);}// variable en alcance

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if ( int codigo = obten_codigo(); codigo != 0) {procesa(codigo);

}// variable fuera de alcance


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Problema



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Problema



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Inserción en un map

C++11/14

{ auto p = m.try_emplace(key, value);if (! p.second) {

FATAL("Element already registered");}else {

process(p.second);} }

C++17

if (auto p = m.try_emplace(key, value); !p.second) {FATAL("Element already registered");

}else {

process(p.second);}


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Inserción segura

C++11/14

void safe_insert(vector<int> & v, int x) {std :: lock_guard<std::mutex> l{mut};if (v.empty()) {

v.push_back(x);}

}

C++17

void safe_insert(vector<int> & v, int x) {if (std :: lock_guard<std::mutex> l{mut}; v.empty()) {

v.push_back(x);}

}


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switch con iniciación

C++11/14

elemento e = obten_elemento();switch (auto s = e.estado()) {

case activo: e.envia_mensaje(); break;case inactivo: e.encola_mensaje(); break;default: throw error {};

}

C++17

switch (elemento e = obten_elemento(); auto s = e.estado()) {case activo: e.envia_mensaje(); break;case inactivo: e.encola_mensaje(); break;default: throw error {};

}


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Deducción de plantilla en constructor



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Argumentos de plantilla en constructor

La deducción de argumentos de plantilla en C++11/14actúa sobre funciones pero no sobre clases.

Se extiende las reglas de deducción a constructores.

std :: pair<int,std :: string> p{2, "hola"s }; // C++11auto q = std :: make_pair(2, "hola"s); // C++11

pair r {2, "hola"s }; // C++17

std :: mutex mstd :: lock_guard<std::mutex> l{m}; // C++11

std :: lock_guard l{m}; // C++17


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Argumentos de plantilla en constructor

La deducción de argumentos de plantilla en C++11/14actúa sobre funciones pero no sobre clases.

Se extiende las reglas de deducción a constructores.

std :: pair<int,std :: string> p{2, "hola"s }; // C++11auto q = std :: make_pair(2, "hola"s); // C++11

pair r {2, "hola"s }; // C++17

std :: mutex mstd :: lock_guard<std::mutex> l{m}; // C++11

std :: lock_guard l{m}; // C++17


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Variables inline



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Lenguaje

Variables inline

Variables inline

Una variable marcada como inline:Puede aparecer en varias unidades de traducción si tienela misma definición.

Puedes poner la definición en un archivo de cabecera.

Debe estar definida en cada unidad de traducción en la quese usa.Hay una única instancia.

Los datos miembro que sean constexpr y static sonimplícitamente inline.


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Lenguaje

Variables inline

Constantes en C++14

tabla.h

static constexpr numelem = 100;

class tabla {// ...

private:static constexpr max = 10;// ...

};

tabla.cpp

static constexpr numelem;static constexpr tabla::max;


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Variables inline

Constantes en C++17

tabla.h

inline static constexpr numelem = 100;

class tabla {// ...

private:static constexpr max = 10;// ...

};

Sin definición.


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Declaraciones de descomposición



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Devolución múltiple en C++14

En C++14 es posible devolver múltiples valores de unafunción usando una tupla.

Retorno múltiple

std :: tuple<int,std :: string ,double> f() {int x = obten_indice();std :: string n = obten_nombre();double y = obten_coste();return make_tuple(x,n,y);

}

void g() {auto z = f () ; // z es std :: tuple<int , string ,double>int a = get<0>(z);double c = get<2>(z);// ...

}


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Devolución múltiple en C++14

También se puede devolver directamente sobre lasvariables.

Retorno múltiple


}

void g() {int a;std :: string b;double c;std :: tie (a, b, c) = f () ;// ...

}cbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 32/51

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Lenguaje


Descomposiciones en C++17

También se puede devolver directamente sobre lasvariables.

Retorno múltiple


}

void g() {auto [a, b, c] = f () ;// ...

}


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Lenguaje


Descomposiciones y mapas

Simplicación de códigosde error.

C++17

map<int, std:: string> m;// ...auto [ i , exito ] = m.insert(pair (3, "Daniel")

;if ( exito ) usa(∗i) ;

Simplicación de bucles

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map<int, std:: string> m;// ...for (const auto & [k,v] : m) {

cout << k << " −> " << v << endl;}


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Descomposiciones y mapas

Simplicación de códigosde error.

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map<int, std:: string> m;// ...auto [ i , exito ] = m.insert(pair (3, "Daniel")

;if ( exito ) usa(∗i) ;

Simplicación de bucles

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map<int, std:: string> m;// ...for (const auto & [k,v] : m) {

cout << k << " −> " << v << endl;}


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Biblioteca estándar

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Vistas sobre cadenas

3 Biblioteca estándarVistas sobre cadenasSistema de archivosAlgoritmos paralelosNuevos tipos de biblioteca


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Vistas sobre cadenas

string_view

Define un objeto que se refiere a una secuencia decaracteres constante.

Tiene una interfaz muy similar a std::string.

std :: string_view sv1 = "hola";auto sv2 = "adios"sv;

std :: string s = "Daniel"std :: string_view sv3 = s;

std :: cout << sv3 << std::endl;

auto sv4 = "C++ mola";sv4 = sv4.substr(3) ;


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Sistema de archivos



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Sistema de archivos

Biblioteca fild_system

Ofrece una biblitoeca de manipulación del sistema dearchivos.

Algunas características:Representación de path.Iteradores de directorio (recursivos y no recursivos).Gestión de espacio de disco.Operaciones sobre ficheros y directorios.


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Sistema de archivos

Recorriendo un directorio

listdir.cpp

#include <fstream>#include <iostream>#include <filesystem>

int main(){

namespace fs = std::filesystem;

for(auto & f : fs :: directory_iterator {argv [1]}) {std :: cout << f << ’ \n’ ;

}}


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Algoritmos paralelos



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Se incluye una versión paralela de la mayoría de losalgoritmos de la STL.

Todos toman como parámetro la política de ejecución.Políticas: seq, par, par_unseq.

Ordenando un vector

vector<double> v = get_values();

sort (seq, begin(v), end(v));sort (par, begin(v), end(v));sort (par_unseq, begin(v), end(v));


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Operaciones de reducción generalizada

Permiten reducir usando un función binaria arbitraria.

Reduciendo un vector

vector<double> v = get_values();

auto suma = reduce(par, begin(v), end(v), 0,[]( auto x, auto y) { return x+y; }) ;

auto maximo = reduce(par, begin(v), end(v), 0,[]( auto x, auto y) { return std :: max(x,y); }) ;

auto sumacuadrados = transform_reduce(par, begin(v), end(v),[] (auto x) { return x∗x; }0,[] (auto x, auto y) { return x+y; }) ;


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Nuevos tipos de biblioteca



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Valores opcionales

Nuevo tipo optional para representar un valor que puedeestar o no presente.

Usando optional

std :: optional<elemento> obten_elemento(int id) {if (es_valido(id) ) return elemento{id};else return {};

}

void f ( int id ) {auto e = obten_elemento;if (e) cout << ∗e << endl;else cout << "vacio" << endl;

}


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Valores generalizados

Nuevo tipo any para representar un valor de cualquier tipo.

Es como un void* seguro en tipos.

Usando optional

void agrega_elemento(std::vector<std::any> & v, int id) {if (es_valido_A(id)) v.push_back(elemento{id});else if (es_valido_B(id)) v.push_back(compuesto{id});else v.push_back(derivado{id});

}

void imprime_elementos(const std::vector<std::any> & v) {for (auto & x : v) {

if (x.type() == typeid(elemento)) {std :: cout << x << std :: endl;

}}

}cbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 46/51

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Registros con variantes

Nuevo tipo variant valores de un número cerrado de tiposEs como un void* seguro en tipos.

Usando variant

void f () {std :: variant<int, std :: string , double> v;

v = 42;int x = get<int>(v);

try {auto d = get<double>(v);

}catch (std :: bad_variant_access&) {}

}


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¿Qué puedo esperar?

Grandes novedades:

Módulos: ¡Acabemos con los includes!

Corrutinas: ¡Hagamos la asincronía sencilla!

Contratos: ¡Mejoremos la calidad de nuestro código!

Conceptos: ¡ Una mejor programación genérica!

Redes: ¡Programación portable del acceso a la red!

Rangos: ¡Una nueva biblioteca de contenedores!


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Recuerda todavía queda sitio para venir a using std::cpp2016.

http://www.usingstdcpp.org.

Podéis seguirme en Twitter.@jdgarciauc3m.@usingstdcpp.

Visitad mi página Web.https://www.arcos.inf.uc3m.es/wp/jdgarcia.

Y por favor:¡¡¡Dadme feedback!!!


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