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临时更一篇关于 format 的内容，经验之谈，置为三星。 进入 C++ 标准的库，实践时日往往很久，像 fmtlib、range-v3 这些经典库都已存在十年以上。不受标准牢笼，一个库的发展会快速许多，是以其本身的功能要比加入标准的完善很多。例如 fmtlib，它比 std::format 使用起来更加方便，能直接支持 Formatting Ranges、Formatted Output、Terminal Color 等诸多功能，而这些功能要完全加入标准，可能得等到 C++29 了。 我在某个 C++20 库的开发中就需要使用 format，当时想着 fmtlib 功能更加完善，便没有直接使用 std::format。但后来就遇到了问题，首先是 fmtlib 有诸多版本，版本之间可能存在差异，用户可能并不像我们这般熟悉 C++，编译之时，问题千奇百怪；其次是在用户机器上可能会出现一些莫名其妙的问题，而这些问题放到自己的机器上却不会出现，分析起来将花费大量时间；最后是编译错误信息，fmtlib 开发之时，Concepts 还未进标准，而其采用的定制方式是模板特化，稍微出现一点问题便会弹出满屏的模板错误，而这些错误信息和真实错误毫不相关，加大了定位问题的难度。 总而言之，fmtlib 隐藏的坑不小，换成 std::format 能够避免很多细微的隐患，减少普通用户的抱怨声。 然而，std::format 缺少很多 fmtlib 直接具备的功能，替换也并非那么简单，本篇讲解的就是这些替换的细节。 下面分成三部分关键点进行讨论。 第一，运行期定制。 std::formatter 默认只支持编译期定制，在 fmtlib 中存在 fmt::runtime 可以编写运行期的定制。比如，下面是一个使用 fmtlib 定制 response 的例子：… Continue Reading C++20 std::format 替换 fmtlib 的注意点

本篇介绍几个细琐的小特性，可以使代码更加安全可靠。 最常见的情况是采取 for loop 遍历某个容器，比如： std::vector<int> v(10); std::ranges::iota(v, 0); for (int i = v.size() – 1; i >= 0; –i) { std::cout << v[i] << ' '; } 乍看之下，似乎并无问题，但实际上却存在安全隐患，若是 v.size() 的结果大于 std::numeric_limits<int>::max()，将产生 UB。 倘若你使用了类型推导，问题会更加明显。 for (auto i = v.size() – 1; i >= 0; –i) { std::cout << v[i] <<… Continue Reading 使用 C++20 安全地比较不同类型的整型值

霜风凄紧，神寒骨冷，忽忽冬月将尽。忙处更新渐少，今来补上。 本篇讲解如何利用 ChatGPT 快速实现一个控制台进度条小工具，相比单纯介绍某些特性，此种方式涉及知识的综合运用，也顺便谈谈如何结合 AI 进行编程。 问题描述 控制台程序执行一些耗时任务时，需要向用户显示当前任务执行的进度，以提供清晰的感知。比如一个下载程序，通过进度条便能告知用户当前的下载进度。 进度条可以单独显示，也可以在程序输出的最下方显示，下图是一个示例。 这是一种单控制条需求，执行任务，显示进度，输出流依旧是从上至下依序进行，适合单线程的场景。 多控制条显示的效果如下图，实现要更加复杂一些，本文暂时不会涉及该部分。 初步分析 控制台上显示的这种符号，称为 ASCII Art，就是以字符构建的某种图案，不借助图片，也能够有一个生动的展示效果，比如下图这种。 因此控制台进度条也称为 ASCII Progress Bar，通过字符图案来模拟进度条的显示，通常分为已完成部分及未完成部分，使用两个字符，动态改变字符数量，便能够模拟出一个进度条。 模拟方式既定，下一问题在于进度条刷新。如果每更新一次进度，便输出一个字符图案，那么屏幕上将满是进度条，需要针对一条进度条，不断刷新其数据，而非每次都输出一条新的。具体实现时，便需要寻找定位进度条的方法，每次清除当前数据，重新打印新的数据，视觉上显示的是连续动画。 刷新思路亦成，接着的问题在于如何在进度条之上插入其他输出。进度条始终显示在用户输出下方，因此每次用户输出时，可以立即定位到进度条，定位之后清除当前进度条，输出用户内容，再重新打印进度条，便能够达到这一效果。 细枝末节，便需依赖具体的实现手法。 借助 ChatGPT 快速构建基本代码 需求明确，思路既定，接着便要着手设计库的结构和细节，实现细节这部分代码无需从零编写，可以借助 AI 快速生成。 我们所需做的，就是详细描述需求，以及预想的思路，让 ChatGPT 生成代码，验证是否符合需求，若不符合，纠正错误，让它再次生成，不断重复这个过程，直到基本满足期待的效果。如果一开始的效果就完全牛头不对马嘴，那也可以让它基于 Python 生成，等到效果尚可，再让它把代码转换成 C++ 代码。 经过多次调教，最终生成的代码如下： #include <iostream> #include <thread> #include <chrono> void print_progress_bar(int iteration, int total, int bar_length =… Continue Reading 借助 ChatGPT 快速实现一个轻量级的控制台进度条库

设计程序，经常需要分离不变的和变化的逻辑。将不变的逻辑放到一块，再以某种形式为变化的部分提供「定制点」，从而使程序具有更好的可扩展性，同时增加相似逻辑的可复用性。 因此，本质上来说，设计是为了应对变化。通过抽离系统的变化点，再以合适的结构来表示变化，从而控制变化的影响范围。 C++ 提供许多技术来表示定制点，大家最熟悉的就是 OOP 的继承和多态，而 Concepts 也是其中之一。那么 Concepts 为何可以表示定制点？它又产生了怎样的结果？这种方式有哪些好处？又有哪些缺点？与继承的方式有哪些区别？流程有何变化？实际例子有哪些？ 这些问题，就是本篇将要讨论的内容。 首先，让我们来探讨一个问题：变化的最小单元是什么？ 一个程序是一个系统，一个系统必须具备三个最基本的元素：输入、处理和输出。这三个元素都存在变化，不同的输入对应不同的处理，导出不同的结果。在编程语言中，输入和输出对应「数据」，处理对应「方法」。不同类型的数据需要不同的方法来进行处理，无数个数据和方法构成了整个程序。因此，变化就存在于数据与方法当中。 OOP 通过组块，将数据与方法组合起来，称为一个类，一个类就是一些具有联系的数据与方法的集合。但是，只有一个类无法应对变化，任何变化都会引起对该类的修改，或是重新编写相同的方法。因此，对需要共用某些相同数据或方法的一些类，进行向上一层的抽象，把这些相似的数据或方法放到更高层级，将其他变化的逻辑放到更低层级，使得低层级类可以使用高层级类的共有逻辑，从而提供扩展和复用的能力。通过这种结构化方式，将具备相似关系的类置于一个「层级体系」，高层级的类具有更高的抽象，低层级的类则更加具体。于是，高层级的类可以用来表示接口，低层级的类可以用来定制具体实现，以此来表示变化。「继承」便是用来表示层级关系，而「多态」则是用来重新定义方法。 Concepts是命名的约束，约束其实是一种条件关系，只有满足某些条件才能触发接下来的操作。OOP中，处于同一层级体系的类本身就是一种约束，对于其他类，由于不在该层级当中，因此不符合约束，也就无法使用那些共有的操作了。若要使用这些共有方法，则需要通过继承添加定制点。既然Concepts表示约束，那么就也可以作为一种表示定制点的方式。 那么具体来看，继承和多态是如何表示定制点的呢？ 以一个简单的例子来说明： // Dynamic Polymorphism struct Graph { virtual ~Graph() = default; virtual void draw() const = 0; }; struct Circle : Graph { float radius; void draw() const override { std::cout << "draw… Continue Reading 使用Concepts表示变化「定制点」

介绍 今天这篇文章，我想跟大家探索下 Attributes 这个概念。 如果你还没有听过这个概念，或是一知半解，没咋用过，那正好表明它处于一个被忽略或是低估的位置。 Meeting C++ 曾经对此做过一份调查，结果如下： 可以看出，大概一千人填写了这份问卷，其中就有半数人表示从未用过 Attributes，在被使用的 Attributes 当中，使用频率也相差较大。 你可能会认为，这些特性大都是针对写库或大型项目的人准备的，它们只是针对一些特定的场景进行优化，普通开发者几乎用不上。 然而，事实真的如此吗？ 许多C++编译器不仅仅实现了语言的核心特性，还通过扩展提供了一些额外特性，比如 GNU 提供的__attribute__，MSVC 提供的 __declspec。编译器可以根据这些扩展的特性进行一些优化，但由于这些特性和平台绑定，使用这些特性就会影响代码的可移植性。因此，C++ 标准从 C++11 就开始把一些有用的扩展，慢慢添加到标准中来。 这些添加进来的扩展就叫做 C++ Attributes，标准对语法进行了统一，使用 [[attr]] 或是 [[namespace::attr]] 来指定普通的或是带有命名空间的 Attributes。 那么为什么要采用新语法，而非引入新的关键字呢？一是可以降低 Attributes 加入的障碍，二是可以防止关键字泛滥。 我们的大脑在处理事务时，是需要区分「背景」跟「主体」的，若所有的 Attributes 都被定为关键字，那么势必引发关键字泛滥。当一切都成为了主体，就相当于一切都是背景，突出不了重点。 打个比方： 在一个 RPG 游戏中，包含许多剧情，这些剧情不能整体都非常平淡，也不能整体都是高潮。因为我们对于这个游戏的整体记忆，取决于它剧情高潮和结尾时的体验。剧情越是跌宕起伏、有高有低，越能够给玩家留下深刻记忆，玩家也就越会倾向于评价这个游戏好玩。 游戏里的这些重点剧情就是「主体」，过渡剧情就是「背景」。背景是为主体服务的，去除它并不会影响整个剧情。 同样，是否使用 Attributes 也并不会影响程序的语义，也就是说，即使编译器忽略一个 Attribute 也完全没有坏处。 顺便一提，在早些时候，override 和 virtual 本来是作为… Continue Reading 那些值得使用的 C++ Attributes

C++20 新增了两个 const 相关的关键字，于是当前存在四个相似的关键字：const，constexpr，consteval 和 constinit。 接下来分别来进行讨论。 第一，经过 const 修饰的变量具有只读属性，并且初始化发生于运行期。也就是说，若一个变量定义之后不允许被修改，就应该给它加上 const。若在一个成员函数中不修改任何成员变量，就应该在成员函数后面加上 const。但是，它也可能发生于编译期，例如以 const int 代替宏来定义数组大小。 第二，经过 constexpr 修饰的变量或是函数，既保证只读，又发生于编译期。然而，只有在参数是常量，和显式地以其返回值来初始化一个编译期常量时，它修饰的函数才会一定发生于编译期。如： constexpr int sqr(int n) { return n * n; } int main() { // compile time static_assert(sqr(10) == 100); // compile time int array[sqr(10)]; // compile time constexpr int res = sqr(10);… Continue Reading Differences between keywords constexpr, consteval and constinit

新年第一篇，好久没写Modern C++主题了，这次来说说C++20的格式化库。 该标准库来自开源库fmtlib，作者为Victor Zverovich，提案为P0645R10。 目前为止，仍旧只有MSVC16.10+对该库支持稍微完整，因此可以先使用 fmtlib。 格式化函数 C++20提供了三个格式化函数，std::format()，std::format_to() 和 std::format_to_n()。 通过一个简单的例子来了解其用法： // format std::cout << std::format("HAPPY NYE {} EVERYONE!", 2022) << '\n'; // format_to std::string buffer; std::format_to( std::back_inserter(buffer), "HAPPY NYE {} EVERYONE!", 2022 ); std::cout << buffer << '\n'; // format_to_n buffer.clear(); std::format_to_n( std::back_inserter(buffer), 6, "HAPPY NYE {} EVERYONE!", 2022… Continue Reading Using C++20 Formatting Library