C++ part7

C++11新增

references：
nowcoder

auto关键字：编译器可以根据初始值自动推导出类型。但是不能用于函数传参以及数组类型的推导；
nullptr关键字：nullptr是一种特殊类型的字面值，它可以被转换成任意其它的指针类型；而NULL一般被宏定义为0，在遇到重载时可能会出现问题；
智能指针：C++11新增了std::shared_ptr、std::weak_ptr等类型的智能指针，用于解决内存管理的问题。
初始化列表：使用初始化列表来对类进行初始化；
右值引用：基于右值引用可以实现移动语义和完美转发，消除两个对象交互时不必要的对象拷贝，节省运算存储资源，提高效率；
新增STL容器array以及tuple；
std::move()，std::forward()。

可变参数模板

references：
C++可变参数模板

可变参数模板是可以接受任意参数个数（n (ge) 0）的模板，定义为：

template<typename ...T>

对于类来说，可变参数模板只能是最后一个参数，不然无法推导出对应的类型。

template<typename ... T, typename U>
class A{}; //错
template<typename U, typename .. T>
class A{}; //对

对于函数，template中的顺序可以随便写，但是函数声明/定义中可变参数模板之恩你是最后一个参数。

template<typename ... T, typename U>
void f(U u, T ... t){} //对
template<typename U, typename .. T>
void f(T ... t, U u){} //错

可以使用递归方式展开参数包

template<typename T, typename ... Args>
void print(T head, Args ... arg){
    cout << head<<endl;
    print(arg...);
}

移动语义

references：
[c++11]我理解的右值引用、移动语义和完美转发

移动语义是为了防止资源浪费所出现的。在编码中，我们可能会遇到一种情况：我们会得到一个临时变量然后传参，那么会调用一次拷贝构造。但是显然，拷贝构造将临时变量的内容复制了一遍，然后临时变量被释放掉了。这样显然是很浪费的。所以C++支持了移动语义。

实现移动语义：移动构造和移动赋值。

在移动构造时，我们用右值引用把临时变量传进来，与拷贝构造不同，它并不是重新分配一块新的空间，不是将要拷贝的对象复制过来，而是"偷"了过来，将自己的指针指向别人（右值）的资源，然后将别人的指针修改为nullptr，这一步很重要，如果不将别人的指针修改为空，那么临时对象析构的时候就会释放掉这个资源。这样就减少了复制的消耗。
C++提供了std::move()函数将左值变成右值，这样vector，set就可以使用移动构造了，提高了效率。但是move(a)之后，a的所有指针均为空，故不要再使用。
下面为自定义移动构造和移动赋值。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn = 2e5 + 5;

class String{
public:
    String(char *str = 0){   //构造函数
        if(str){
            int len = strlen(str);
            s = new char[len + 1];
            strncpy(s, str, len);
        }
        else{
            str = new char[1];
            str[0] = 0;
        }
    }

    String(String &&a) : s(a.s){ //移动构造
        cout << "move" << endl;
        a.s = nullptr;
    }

    String& operator = (String &&a){    //移动赋值
        cout << "move=" << endl;
        if(this == &a){
            return *this;
        }
        delete[] s;
        s = a.s;
        a.s = nullptr;
        return *this;
    }

    void print();
private:
    char* s;
};
void String::print(){
    cout << s << endl;
}
int main() {
    vector<String> a;
    a.push_back(String("test"));	//move
    return 0;
}

完美转发和std::forward()

references：
c++11 中的 move 与 forward

就是之前右值引用中讲的，模板函数形参使用右值引用，那么传进来是什么类型的左值/右值，就是什么类型的左值/右值。
假如我们有一个重载的函数f(int&)和f(int&&)，当我们传了一个值给template<typename T>G(T&& a)，让模板类G调用f，但是G虽然接受了左值/右值a，但是G是不知道他的类型的，但是a有名字，那么a就会被认为是一个左值，自动调用f(int&)。所以std::forward()的作用是接受一个参数，然后返回该参数本来所对应的类型的引用。

void f(int &x){
    cout << "left" << endl;
}
void f(int &&x){
    cout << "right" << endl;
}

template<typename T>
void G(T&& a){
    f(std::forward<T>(a));	//left right
    f(a);	//left left
}
int main() {
    int x = 1;
    G(x);
    G(1);
    return 0;
}

I/O复用之select、poll、epoll

references：
细谈Select,Poll,Epoll
聊聊IO多路复用之select、poll、epoll详解
epoll底层细节

select：

基本原理：
调用后，select函数阻塞，kernel（内核）就会轮询所有的fd（文件描述符），直到有描述符就绪（可读、可写、except）或者超时（timeout设定时间，立即返回设null），函数返回。当select函数返回后，可以通过遍历fd_set（long数组）找到就绪的描述符。
优点：
良好的跨平台支持，几乎所有平台都支持。
缺点：
1.单个进程打开的fd数量有限制，大小为FD_SETSIZE，默认32位为1024个，64位为2048个；
2.采用轮询方式，效率低，约线性时间；
3.需要维护一个存放fd的fd_set，在用户空间和内核空间复制消耗资源大；
特点：
select还有一个特点是“水平触发”，如果报告了fd后，没有被处理，那么下次select时会再次报告该fd。

poll

基本原理：
和select基本相同，只是描述fd集合的方式从fd_set变成了pollfd（链表）。
优点：
因为采用链表，所以没有最大连接数的限制。
缺点：
1.采用轮询方式，效率低，约线性时间；
2.pollfd复制于用户空间和内核空间之间，不管这样的复制是否有意义，传递消耗资源大；
特点：
poll还有一个特点是“水平触发”，如果报告了fd后，没有被处理，那么下次poll时会再次报告该fd。

epoll（事件驱动）

基本原理：
epoll在内核中申请一个文件系统，用来存储需要监听的socket，并且用红黑树的方式存储，用链表存储就绪的事件。通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪（就绪链表中有节点），就会用一个回调函数来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知。

• int epoll_create(int size);
  建立一個 epoll 对象，并传回它的id

• int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
  事件注册函数，将需要监听的事件和需要监听的fd交给epoll对象

• int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
  等待注册的事件被触发或者timeout发生

水平触发（LT）和边缘触发（ET）：
LT（默认）：
当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll_wait时，会再次响应应用程序并通知此事件。
ET：
当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll_wait时，不会再次响应应用程序并通知此事件。

优点：
1.几乎没有数量限制，数量上限只和能打开的fd有关；
2.不是轮询，而是被动触发，效率提升；
3.不需要大量在用户空间和内核空间之间拷贝，epoll在用epoll_ctl函数进行事件注册的时候，已经将fd复制到内核中，所以不需要每次都重新复制一次。共享一块内存空间。
缺点：
需要很多函数回调，fd很少时性能可能比select/poll差。

为什么构造函数不能是虚函数

references：为什么构造函数不能声明为虚函数？
1、构造一个对象的时候，必须知道对象的实际类型，而虚函数行为是在运行期间确定实际类型的。
2、虚函数的执行依赖于虚函数表。而虚函数表在构造函数中进行初始化工作，即初始化vptr，让他指向正确的虚函数表。而在构造对象期间，虚函数表还没有被初始化，将无法进行。