C++/Utility

<Utility> 是從C++11正式引入C++標準程式庫中的一個頭文件，定義了C++標準中幾個不相關領域的工具：

類

Pairs: 可以保存兩個不同類型值的對象: pair
- make_pair：不需要指出模板參數類型，就可以構造pair，例如：make_pair(42,7.77)生成的是std::pair<int,double>實例
- piecewise_construct_t是一個空類，用於辨識出pair::pair(piecewise_construct_t, tuple, tuple)
- piecewise_construct是piecewise_construct_t的一個實例對象
template< class T > struct tuple_size，繼承自std::integral_constant。用於在編譯時獲取給定std::tuple或std:;pair或std::array類型包含的元質數量。
- template< class T > constexpr std::size_t tuple_size_v = tuple_size<T>::value; 為C++17引入。
template< std::size_t I, class T > struct tuple_element; 用於在編譯時獲取 std::tuple 中特定位置元素的類型信息。
- template< std::size_t I, class T > using tuple_element_t = typename tuple_element<I, T>::type; 為C++17引入。
template< class T, T... Ints > class integer_sequence; 編譯時整數序列。
- template< std::size_t... Ints > using index_sequence = std::integer_sequence<std::size_t, Ints...>;
- template< class T, T N > using make_integer_sequence = std::integer_sequence<T, /* a sequence 0, 1, 2, ..., N-1 */>;
- template< std::size_t N > using make_index_sequence = std::make_integer_sequence<std::size_t, N>;
- template< class... T > using index_sequence_for = std::make_index_sequence<sizeof...(T)>;

函數

Generic relational operators: 在特定命名空間rel_ops中給出了關係運算符 !=, >, <= , >=的標準定義.用戶只需先行定義兩個關係運算符==與<。
Rvalue casts (C++11): 允許產生右值引用: forward, move, move_if_noexcept, declval.
- move_if_noexcept：返回實參對象的右值引用，如果參數類型是不拋出異常（nothrow guarantee）的移動可構造或是不可複製構造的；否則（除非複製比移動時更好的選擇，至少有強異常安全保證），返回左值引用。強異常安全保證（strong guarantee，strong exception safety），或稱提交或卷回的語義（commit or rollback semantics），或無變化保證（no-change guarantee），是指運行可以是失敗，但失敗的運行保證不會有負效應，因此所有涉及的數據都保持代碼運行前的初始值。
- declval 函數模板：返回模板參數類型 T的右值引用但未綁定任何對象。用於不求值的運算符（unevaluated operands），如sizeof或decltype。T可以是不完整類型。是幫助函數（helper function）用於引用類的成員，但該類的構造函數形參是未知的或是不可構造的類（如抽象基類）。 decltype 作用於表達式，返回表達式的類型；declval 作用於類型，返回該類型的表達式（準確的來說是該類型加上右值引用的類型）。declval 只能在編譯期間生效的語句里，比如 decltype ， sizeof 還有模板元編程中。否則會報錯。由於不存在引用指針這種類型，所以如果T是引用類型時，decltype(*(T *)nullptr) j = m; //错误 由於在編譯期使用，declval不需要類型T 有構造函數；另外，由於存在引用摺疊，注意declval 最終表達式的類型。
Generic swap function: 通用的交換函數。STL庫中，特別是容器，大量調用了swap函數，並採取未限定方式（unqualified manner）以允許用戶對非基礎類型自寫的swap函數被STL重載調用。這通常是把非基礎類型的聲明與相關的swap函數聲明放在同一個命名空間中，編譯器通過依賴於實參的名字查找(argument-dependent lookup)即可調用這個重載版本。

例子程序

// swap algorithm example (C++11)
#include <iostream>     // std::cout
#include <utility>      // std::swap
using namespace std;

namespace foo{
struct int1 {
	int _val;
	int1(int p):_val(p) {};
};

void swap(int1& a, int1& b) 
{
	cout << "my swap" << endl;
	int1 i(a);
	a = b;
	b = i;
};
}
using namespace foo;

int main() {

	int1 x = 10, y = 20;                  // x:10 y:20
	swap(x, y);                  // x:20 y:10

	return 0;
}

參考文獻

C++ reference for Standard library header <utility>