おかげさまでご好評いただいております書籍『C++ポケットリファレンス』ですが、この度、C++規格の最新バージョンC++14(ISO/IEC 14882:2014)に対応した改訂版を出版します。
基本文法、ライブラリの各章において、C++14で追加された機能の解説を加筆しました。
また、それ以外の項目についても、解説の加筆や改善を行っています。
ページ数も16ページほど増量し、544ページになっています。そろそろポケットに収納するのは厳しいかもしれません。
コンパイラのC++14への対応も非常に早いので、より多くの方にC++14の機能を使っていただければ幸いです。
『C++ポケットリファレンス』第2版は、2015年6月4日に発売予定です。電子書籍版は、技術評論社のDigital Publishingサイトで販売を予定しています。
PDF版はこちらです：
2015/05/30(土)に、Boost.勉強会 東京を開催します！
いつものように、boostjpサイトで、リリースノートの日本語訳を作成して公開しています。
今回の新ライブラリは、以下の2つです。
更新はたくさんありますが、目立ったところをいくつか列挙します。
std::tupleアダプトが正式サポートになった
apply_visitor()関数に、ジェネリックラムダを指定できるようになった。
disjoint()とintersects()がサポートする組み合わせが増えたsmall_vectorというコンテナが追加された
vector。テンプレートパラメータで指定された要素数の領域を事前に確保することにより、その要素数を超えない限り、insert()／push_back()でメモリ確保を行わない。static_vectorとは異なり、フリーストアからメモリ確保し、キャパシティを超えた領域の拡張が可能。nth()、index_of()メンバ関数が追加された。
Boost.Graphのadjacency_listクラスには、Bundleプロパティという仕組みを使って、頂点や辺の情報を、任意のユーザー定義型に保持できます。
そのような作りになっているグラフオブジェクトに、Graphvizのデータを読み込むサンプルコードを、以下の示します。
読み込むGraphvizデータ(graph.dot)
digraph G {
0 [name="A", pos="(0,0)", id=1];
1 [name="B", pos="(-3,3)"];
2 [name="C", pos="(3,3)"];
3 [name="D", pos="(0,6)"];
0->1;
0->2;
1->3;
2->3;
}
このデータを読み込むコード：
#define BOOST_GRAPH_USE_SPIRIT_PARSER // for header only #include <boost/graph/adjacency_list.hpp> #include <boost/graph/graphviz.hpp> #include <boost/optional.hpp> #include <fstream> #include <iostream> struct Point { int x = 0; int y = 0; }; std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p) { return os << '(' << p.x << ',' << p.y << ')'; } std::istream& operator>>(std::istream& is, Point& p) { if (is.get() != '(') { is.setstate(std::ios_base::failbit); return is; } is >> p.x; if (!is) { is.setstate(std::ios_base::failbit); return is; } if (is.get() != ',') { is.setstate(std::ios_base::failbit); return is; } is >> p.y; if (!is) { is.setstate(std::ios_base::failbit); return is; } if (is.get() != ')') { is.setstate(std::ios_base::failbit); } return is; } namespace boost { template <class T> std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const boost::optional<T>& x) { if (x) { os << x.get(); } else { os << ""; } return os; } template <class T> std::istream& operator>>(std::istream& is, boost::optional<T>& x) { T result; if (is >> result) { x = result; } return is; } } struct Vertex { int nodeId; std::string name; boost::optional<int> id; Point pos; }; using Graph = boost::adjacency_list< boost::listS, boost::vecS, boost::directedS, Vertex >; void load(Graph& g) { boost::dynamic_properties dp; dp.property("node_id", boost::get(&Vertex::nodeId, g)); dp.property("name", boost::get(&Vertex::name, g)); dp.property("id", boost::get(&Vertex::id, g)); dp.property("pos", boost::get(&Vertex::pos, g)); std::ifstream file("graph.dot"); if (!boost::read_graphviz(file, g, dp)) { throw std::runtime_error("can't load graph.dot file."); } } int main() { Graph g; load(g); std::cout << "name : " << g[0].name << std::endl; std::cout << "pos : " << g[0].pos << std::endl; }
出力：
name : A pos : (0,0)
Bundleプロパティに設定されたユーザー定義型と、Graphvizの情報をマッピングするには、boost::dynamic_propertiesクラスを使用します。ここに、属性名と、それに相当するBundleプロパティのメンバ変数を列挙していきます。
ここでは、Graphvizの頂点データに含まれる、以下の情報を読み込んでいます：
"node_id"という名前で、このIDを読み込めます。このIDがいらない場合は、読み込まなくてもいいです。nameという名前に設定された属性は、std::string型のメンバ変数に読み込んでいます。boost::optional<int>型に読み込んでいます。そのための入出力ストリーム演算子を用意してあります。Point型に読み込んでいます。これは、(x,y)という形式で書いています。頂点や辺の各属性を読み込む際には、その型の入力ストリーム演算子が呼ばれます。ここで、任意のフォーマットになっているユーザー定義型のデータを読み込めます。
boost::optionalの読み込みについては、公式の入出力ストリームとはフォーマットが異なることに注意です。ここでは、その属性を読み込めなかった場合に無効な状態、読み込めた場合に有効な状態としています。boost::optional公式のフォーマットを使用する場合には、<boost/optional/optional_io.hpp>をインクルードしてください。
optionalに関連して。属性が記載されていない場合には、operator>>は呼ばれず、その型のデフォルト値が設定されます。
その1、その2、その3、その4、その5、その6、その7に引き続き、C++14の標準ライブラリに入った小さな変更を紹介していきます。
C++11までこれらの関数は、以下のような保証をしていました。
要素の挿入操作で例外が発生した場合、副作用が発生しない
これはつまり、複数の要素を挿入する際に、後ろの方の要素が、コピーで例外を送出した場合、ここまで成功した挿入もなかったことにする、ということを意味します。これはバックアップ情報を持っておく必要があり、コストが高いこともあって、現実的でない強い保証です。
C++14では、挿入操作で例外が発生した場合には、例外が発生したその単一要素のみ、副作用が発生しない、という保証に変わりました。
vectorのoperator==dequeのoperator==arrayのoperator==setのoperator==mapのoperator==listのoperator==forward_listのoperator==C++03およびC++11では、以下と同等の戻り値である、となっていました。
return distance(x.begin(), x.end()) == distance(y.begin(), y.end())
&& equal(x.begin(), x.end(), y.begin());
C++14では、std::equal()アルゴリズムに、last2を受け取るオーバーロードが追加されたので、それを使用します。
return equal(x.begin(), x.end(), y.begin(), y.end());
このlast2を受け取るオーバーロードは、一度の横断で、要素数が等しいかと、それらの要素が等しいかの両方を判定します。
C++11では、コンテナのsize()メンバ関数は、計算量が全てO(1)になったので、実際の実装ではdistance()の代わりにsize()メンバ関数が使用されていたでしょうから、パフォーマンスはとくに変わらないでしょう。
forward_listについては、Cの実装とゼロオーバーヘッドにするという目的があるため、size()メンバ関数を持っていません。そのため、distance()をsize()メンバ関数で置き換えて使用できなかったので、forward_listはこの変更でパフォオーマンスアップが期待できるでしょう(内部の実装用にlast2を受け取るequal()アルゴリズムを持っていなければ)。
C++11
namespace std { template <class F, class... Args> future<typename result_of<F(Args...)>::type> async(F&& f, Args&&... args); template <class F, class... Args> future<typename result_of<F(Args...)>::type> async(launch policy, F&& f, Args&&... args); }
C++14
namespace std { template <class F, class... Args> future< typename result_of< typename decay<F>::type(typename decay<Args>::type...) >::type > async(F&& f, Args&&... args); template <class F, class... Args> future< typename result_of< typename decay<F>::type(typename decay<Args>::type...) >::type > async(launch policy, F&& f, Args&&... args); }
C++03
static int index = 0; return index++;
C++14
static std::atomic<int> index(0); return index++;
まだいくつかありますが、気にする必要のあるものはそれほどないので、このあたりで終わりにします。
さらに詳しく知りたい方は、cpprefjpのC++14対応まとめページからリンクを辿るか、cpprefjp/siteリポジトリのコミットログからC++14対応の歴史を抽出してください。
その1、その2、その3、その4、その5、その6に引き続き、C++14の標準ライブラリに入った小さな変更を紹介していきます。
condition_variable::wait()condition_variable::wait_for()condition_variable::wait_until()condition_variable_any::wait()condition_variable_any::wait_for()condition_variable_any::wait_until()C++11までは、ミューテックスの取得関係で例外が送出される可能性があった。
C++14では、ミューテックスの取得関係では、wait系関数は例外を送出しない。その代わりにstd::terminate()関数を呼び出してプログラムが異常終了する。時計、時間演算関係で例外を送出する可能性がある。
namespace std { template <class T> class tuple_size; // 先行宣言 // C++11 struct tuple_size<pair<T1, T2>> { static constexpr size_t value = 2; }; // C++14 struct tuple_size<pair<T1, T2>> : public integral_constant<size_t, 2> {}; }
namespace std { template <class T> class tuple_size; // 先行宣言 // C++11 template <class T, size_t N> struct tuple_size<array<T, N>> { static constexpr size_t value = N; }; // C++14 template <class T, size_t N> struct tuple_size<array<T, N>> : integral_constant<size_t, N> {}; }
ヌルポインタ型かを判定するis_null_pointer型特性が、<type_traits>に追加されました。
namespace std { template <class T> struct is_null_pointer; }
この型特性は、型Tがstd::nullptr_tであればstd::true_typeから派生し、そうでなければstd::false_typeから派生します。
C++11で追加されたアルゴリズムstd::copy_if()ですが、戻り値の仕様が未規定だったので、C++14で以下の仕様が追加されました。
戻り値 コピー先の範囲の終端を返す。
C++11：
namespace std { template<class R, class T> unspecified mem_fn(R T::*); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...)); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) const); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) volatile); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) const volatile); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) &); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) const &); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) volatile &); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) const volatile &); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) &&); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) const &&); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) volatile &&); template<class R, class T, class... Args> unspecified mem_fn(R (T::*)(Args...) const volatile &&); }
C++14：
namespace std { template<class R, class T> unspecified mem_fn(R T::*); }
単に冗長なオーバーロードでした。
以下のオーバーロードについて、
template <class F> function(F f); template <class F, class Alloc> function(allocator_arg_t, const Alloc& alloc, F f);
C++11までは、型Fがstd::functionのテンプレートパラメータと同じシグニチャを持つことを「要件」として定義していました。
C++14では、異なるシグニチャの関数オブジェクトが渡された場合、オーバーロード解決の候補から外れます(SFINAEになる)。
template<class F> function& operator=(F&& f);
異なるシグニチャの関数オブジェクトが渡された場合、オーバーロード解決の候補から外れます。
vector<bool>にemplaceとemplace_backを追加単に書き忘れです。
cpprefjpにどう書こうか悩んだのですが、暫定的に、std::vectorの各メンバ関数のページに書きました。
template <class... Args> iterator emplace(const_iterator position, Args&&... args); template <class... Args> iterator vector<bool>::emplace(const_iterator position, Args&&... args); // C++14
template <class... Args> void emplace_back(Args&&... args); template <class... Args> void vector<bool>::emplace_back(Args&&... args); // C++14
ひとまずネタが尽きたのですが、cpprefjp側の対応が進んだらもう少し書きます。
その1、その2、その3、その4、その5に引き続き、C++14の標準ライブラリに入った小さな変更を紹介していきます。
配列版std::unique_ptr<T[]>クラスの、nullptrを受け取るreset()メンバ関数の仕様が、これまで未規定でした。C++14で、以下の仕様が規定されました。
reset(pointer())と同等の効果を持つ。
つまり、p.reset()するのと同じです。
単なる付け忘れです。
static size_type max_size(Alloc& a); // C++11 static size_type max_size(const Alloc& a) noexcept; // C++14
C++11のstd::is_signedでは、以下の条件式で、算術型であることとその符号あるなしを判定していました。
is_arithmetic<T>::value && T(-1) < T(0)
しかし、算術型以外が渡された場合、T(-1) < T(0)という式でテンプレートの置き換え失敗が発生してしまうので、C++14で以下のように修正されました。
is_arithmetic<T>::value == trueの場合、integral_constant<bool, T(-1) < T(0)>::valueの 結果を真偽の結果とする。そうでなければ偽の結果とする。
std::is_unsignedも同様です。
std::is_destructibleは、C++11では以下のようにして破棄可能であると判定していました。
型Tが完全型で
template <class U>
struct test { U u; };
があるときに test<T>::~test() がdelete宣言されていなければ、
型Tは破棄可能であると判断される。
この仕様では、オブジェクト型以外に対しては、未規定となっています。
C++14で、以下のように修正されました。
実行時に評価されない文脈で、オブジェクト型Tに対する式std::declval<T&>().~T()が有効であれば破棄可能、 そうでなければ破棄できないと判断される。 以下、オブジェクト型に含まれない型の場合の判断について記載する： ・Tがvoidの場合は破棄できない ・Tが参照型の場合は破棄可能 ・Tが関数型の場合は破棄できない
まだ続きます。
その1、その2、その3、その4に引き続き、C++14の標準ライブラリに入った小さな変更を紹介していきます。
std::error_categoryクラスのコンストラクタに、デフォルトコンストラクタを追加しました。
constexpr error_category() noexcept; // (1) C++14 error_category(const error_category&) = delete; // (2)
単なる記載忘れです。
std::future::wait_for()std::future::wait_until()std::shared_future::wait_forstd::shared_future::wait_until時計クラス、time_pointクラス、durationクラスの構築が例外を送出する場合、 この関数はそれらの例外を送出する。
std::promise::set_value_at_thread_exit()メンバ関数の以下のバージョンに、例外の仕様が追加されました。
void promise::set_value_at_thread_exit(const R& r); R型のオブジェクトをコピーするために選択されたコンストラクタが、 あらゆる例外を送出する可能性がある
void promise::set_value_at_thread_exit(R&& r);
R型のオブジェクトをムーブするために選択されたコンストラクタが、
あらゆる例外を送出する可能性がある
単位変換のコンストラクタに、「単位変換の結果としてオーバーフローするような場合、オーバーロード解決から除外される」という条件が追加されました。
template <class Rep2, class Period2> constexpr duration(const duration<Rep2, Period2>& d); この関数は、以下の条件を満たす場合にオーバーロード解決される。 ・C++11 : treat_as_floating_point<rep>::value == true ・C++14 : 単位変換の結果としてオーバーフローせず、treat_as_floating_point<rep>::value == true ・もしくは、treat_as_floating_point<rep>::value == falseかつratio_divide<Period2, period>::type::den == 1 ・これらの要求は、整数ベースのduration型間での変換の際に、暗黙に切り捨て誤差が起きるのを防ぐ。 浮動小数点数型ベースの場合には、精度が下がれば小数点以下の数値になるだけなので問題ない。
std::seed_seq::generate()メンバ関数に、例外の仕様が追加されました：
RandomAccessIterator要件のオブジェクトbegin、endへの操作が、例外を投げる可能性がある
OutputIterator要件のオブジェクトdestへの操作が、例外を投げる可能性がある
デフォルトコンストラクタに、例外を投げない規定が追加されました。
size()メンバ関数に、例外を投げない規定が追加されました。
もう少し続きます。
cpprefjpのSEO関係の対応をしてたり、cpprefjpの数式をMathJaxに対応してたり、Boost 1.58.0のリリースノート翻訳をやっていたりしたので、こちらが滞っていました。
その1、その2、その3に引き続き、C++14の標準ライブラリに入った小さな変更を紹介していきます。
std::atomic_flagクラスのclear()メンバ関数に渡すメモリオーダーに、「memory_order_consumeを指定してはならない」という要件が追加されました。
orderが以下のメモリオーダーではないこと： ・memory_order_consume (C++14) ・memory_order_acquire ・memory_order_acq_rel
C++11まで、std::deque::resize()の挙動は、以下のようなものでした：
if (sz > size()) insert(end(), sz - size(), c); else if (sz < size()) erase(begin() + sz, end());
C++14からは、以下のようになりました：
・もしszが現在のコンテナのsize()より小さい場合、pop_back()関数をsize() - sz回呼ぶ ・もしszが現在のコンテナのsize()より大きい場合、sz -size()個だけオブジェクトcのコピーを追加する。
要件も少し緩くなっています。
この変更は、std::vector::resize()に対しても行われています。
C++11から追加されたstd::deque::shrink_to_fit()メンバ関数に、以下の要件：
型Tが*thisに対してムーブ挿入可能であること
および、計算量の規定が追加されました。
最大で、要素数に対して線形時間
dequeのshrink_to_fit()と同様の要件が、std::vector::reserve()に追加されました。
型Tが*thisに対してムーブ挿入可能であること
dequeのshrink_to_fit()で追加された要件と計算量の規定に加え、vector::shrink_to_fit()に、例外が送出された際の挙動が追加されました。
非コピー挿入可能な型Tのムーブコンストラクタが例外を送出した場合、 この関数は何もしない。
まだまだ続きます。
コンパイラの実装状況 - cpprefjp C++日本語リファレンス
Clang 3.6がリリースされたので、cpprefjpの「コンパイラの実装状況」ページにC++1zの状況をまとめました。
Clang 3.6のリリースノートは以下：
