目录
5. 三路比较运算符（Spaceship Operator）功能
一、概述
C++20作为C++语言的一个重要更新，引入了许多提升编程效率和代码质量的新特性。
二、新特性
1. 模块（Modules）功能
模块旨在替换传统的头文件 #include模型，以减少编译时间和改善依赖管理。
代码示例:
// my_module.module
export module my_module;
export void greet()
{
std::cout << "Hello from the module!" << std::endl;
}
// main.cpp
import my_module;
int main()
{
greet();
return 0;
}2. 概念（Concepts）功能
概念允许在编译时精确指定模板参数需满足的条件，增强编译时错误信息和泛型编程的清晰度。
代码示例:
#include <concepts>
template <typename T>
concept Integral = std::is_integral_v<T>;
template<Integral T>
T abs(T x)
{
return x >= 0 ? x : -x;
}
int main()
{
static_assert(abs(42) == 42);
static_assert(abs(-42) == 42);
// static_assert(abs(42.0) == 42.0); // 错误，double不满足Integral概念
return 0;
}
3. 范围（Ranges）功能
范围库扩展了标准库中的算法，支持更简洁、更灵活的序列操作。
代码示例:
#include <range/v3/all.hpp>
#include <iostream>
int main()
{
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
auto even = vec | ranges::view::filter([](int x) { return x % 2 == 0; });
for (int val : even)
{
std::cout << val << " ";
}
return 0;
}
4. 协程（Coroutines）功能
正式支持协程，使得编写异步代码更为直观。
代码示例（简化的生成器示例）:
#include <coroutine>
#include <iostream>
struct Generator
{
struct promise_type;
using handle_t = std::coroutine_handle<promise_type>;
Generator(handle_t h) : coro(h) {}
~Generator() { if (coro) coro.destroy(); }
int next()
{
coro.resume();
return coro.promise().current_value;
}
private:
handle_t coro;
};
struct Generator::promise_type
{
int current_value{0};
Generator get_return_object() { return Generator{handle_t::from_promise(*this)}; }
std::suspend_always initial_suspend() { return {}; }
std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; }
void return_value(int value) { current_value = value; }
void unhandled_exception() { std::terminate(); }
};
Generator count_up_to(int limit)
{
for (int i = 1; i <= limit; ++i)
{
co_yield i;
}
}
int main()
{
for (int val : count_up_to(5))
{
std::cout << val << " ";
}
return 0;
}
5. 三路比较运算符（Spaceship Operator）功能
引入了<=>运算符，用于实现综合比较（小于、等于、大于）。
代码示例:
#include <compare>
struct Point
{
int x, y;
auto operator<=>(const Point&) const = default;
};
int main()
{
Point p1{1, 2}, p2{1, 2};
if (p1 == p2) std::cout << "Equal" << std::endl;
return 0;
}6. std::format功能
std::format 是 C++20 引入的标准库函数，它为字符串格式化提供了统一且强大的接口，类似于 Python 中的 str.format 或 C 的 printf 函数，但更加安全和灵活。
代码示例:
#include <format>
#include <iostream>
int main()
{
auto str = std::format("The answer is {}.", 42);
std::cout << str << std::endl; // 输出: The answer is 42.
return 0;
}7. 位操作增强
C++20 对位操作进行了增强，引入了几个新函数来提高位操作的便利性和表达能力：①std::bit_cast<>：
允许在 trivially_copyable 类型之间直接转换比特模式。
②std::has_single_bit()：
检查给定的整数是否是 2 的幂。
③std::countl_zero() 和 std::countr_zero()：分别从左和从右开始计算连续的零位数量。④std::popcount()：
计算一个整数中设置为 1 的位数。
代码示例（使用 std::has_single_bit 和 std::countl_zero）:
#include <bit>
#include <iostream>
int main()
{
unsigned int num = 0b100000;
std::cout << "Is power of 2? " << std::boolalpha << std::has_single_bit(num) << std::endl;
std::cout << "Leading zeros: " << std::countl_zero(num) << std::endl;
return 0;
}8. 空指针比较
C++20 引入了新的空指针常量 nullptr 与整数类型的比较操作，明确禁止了这种比较，以防止潜在的逻辑错误。 以前，比较 nullptr 和整数在某些实现下是允许的，但现在这样的比较会引发编译错误，确保了代码的清晰和安全。
代码示例（演示非法比较）:
void checkPointer(int* ptr)
{
// if (ptr == 0)
// {
// 在C++20中，这种比较会被认为是错误的
// std::cout << "ptr is null" << std::endl;
// }
if (!ptr)
{ // 推荐的检查空指针方式
std::cout << "ptr is null" << std::endl;
}
}
int main()
{
checkPointer(nullptr);
return 0;
}