C++14 の新機能ライブラリ編 / new features of C++14 - Library

by Miutsuru kariya

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C++14 すごーい！たーのしー！！！ 2018/1/11 鳥頭かりやマン 1

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趣旨 2 C++

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言い訳 C++14 全く分かってなかったので、慌てて予習※してきました。間違いや不足がめっさあると思うので訂正・補足よろしくお願いします。 ※ C++17出るって言うのにC++14予習とか（ﾌﾟｹﾞﾗ 3

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C++14 ライブラリ編お題演算子関数オブジェクトの強化連想コンテナの異種比較検索 make_unique 非破壊シーケンス操作を堅固にコンパイル時整数シーケンスタプルの型指定アクセスクォート文字列ライブラリ共有ロックタイプトレイツの短縮 integral_constant の強化 exchange ユーティリティ関数 4

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C++14 ライブラリ編お題標準ライブラリのユーザ定義リテラルヌル前方イテレータ functionalのconstexpr対応 chronoのconstexpr対応 complexのconstexpr対応ユーティリティのconstexpr対応コンテナのconstexpr対応非メンバ関数の cbegin と cend rand とその仲間の非推奨化 gets の廃止 5

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C++14 ライブラリ編お題マイナーバージョンアップって一体… 6

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演算子関数オブジェクトの強化 N3421 Making Operator Functors greater<> http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3421.htm 7

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演算子関数オブジェクトの強化 8 演算子関数オブジェクトって何の事よ？ ⇓ 標準ライブラリにある、std::less とか std::equal_to とかってヤツの事原題は operator functor なんだけど、どう訳せばいいか分かんなかったので…

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演算子関数オブジェクトの強化 9 導入の背景

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演算子関数オブジェクトの強化導入の背景 10 1. テンプレート引数で型を明示するのまんどくさい 2. 二項演算子の引数が同じ型ってのはどうなのよ

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演算子関数オブジェクトの強化導入の背景 11 1. テンプレート引数で型を明示するのまんどくさい std::sort(v.begin(), v.end(), std::greater()); いや、指定しなくてもわかるっしょ、てか分かれよ…

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演算子関数オブジェクトの強化導入の背景 12 2. 二項演算子の引数が同じ型ってのはどうなのよ std::string と文字列リテラルの比較、operator> なら直接できるのに std::greater だと文字列リテラルに対応する一時std::stringオブジェクトが作られるツラい…

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演算子関数オブジェクトの強化 13 対応

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演算子関数オブジェクトの強化対応 14 std::greater<> みたいに使えるようにしよう！

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演算子関数オブジェクトの強化導入の背景 15 1. テンプレート引数で型を明示するのまんどくさい ⇓ デフォルトテンプレート引数を追加した。

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演算子関数オブジェクトの強化対応 16 デフォルトテンプレート引数を void にした。 template struct greater { constexpr bool operator()(const T& x, const T& y) const { return x > y; } }; 今まで void は有効な型引数じゃなかったので、後方互換性保つのにちょうど良い（voidの参照とか無いので）

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演算子関数オブジェクトの強化導入の背景 17 2. 二項演算子の引数が同じ型ってのはどうなのよ ⇓ 関数呼び出し演算子をテンプレートにした。

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演算子関数オブジェクトの強化対応 18 void特殊化を以下のようにした。 template<> struct greater { template constexpr auto operator()(T&& t, U&& u) const -> decltype(std::forward(t) > std::forward(u)) { return std::forward(t) > std::forward(u); } }; 引数は完全転送に、戻り値型はdecltypeになってる。

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演算子関数オブジェクトの強化対応 19 別の関数オブジェクトにしなかった理由 ⇓ greaterとかって言う名前が好きだからなるほどな…？

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連想コンテナの異種比較検索 20

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連想コンテナの異種比較検索 N2820 Adding heterogeneous comparison lookup to associative containers http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2820.pdf N2882 Adding heterogeneous comparison lookup to associative containers for TR2 (Rev 1) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2009/n2882.pdf N3465 Adding heterogeneous comparison lookup to associative containers for TR2 (Rev 2) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3465.pdf N3657 Adding heterogeneous comparison lookup to associative containers (rev 4) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3657.htm 21

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連想コンテナの異種比較検索 22 導入の背景

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連想コンテナの異種比較検索導入の背景 23 std::binary_search は要素の型と検索キーの型違っていいのに連想コンテナの find とかが要素の型と検索キーの型同じじゃなきゃダメなの不便すぎね？

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連想コンテナの異種比較検索導入の背景 24 binary_search のシグネチャ template bool binary_search(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value, Compare comp); *first と value は comp で比較できれば同じ型じゃなくてもいい関係ないけど戻り値 bool だから使い道めっさ限定されるよな…

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連想コンテナの異種比較検索導入の背景 25 連想コンテナの find のシグネチャ iterator find(const key_type& x); const_iterator find(const key_type& x) const; x は key_type じゃないとダメ

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連想コンテナの異種比較検索 26 対応

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連想コンテナの異種比較検索対応 27 キーの型と違っても検索できるようにしよう！ …当たり前？

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連想コンテナの異種比較検索対応 28 でも今までとの互換性の関係で、使い方がちょっと難しい… 難しくない？オレだけ？

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連想コンテナの異種比較検索対応 29 今までと変わらないヤツ std::set s1; 新しくできたイケてるヤツ std::set> s2; テンプレート引数に渡した比較関数オブジェクトが異種比較できるヤツだった場合に限って、イケてるヤツになる。

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連想コンテナの異種比較検索対応 30 テンプレート引数に渡した比較関数オブジェクトが異種比較できるヤツかどうかを判別する方法 ⇓ 当該クラスにis_transparentなるメンバ型があるかどうか（実際の型は何でもいい）

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連想コンテナの異種比較検索対応 31 標準ライブラリのstd::less<>（つまりC++14で追加になったヤツ）とかはこれのためにメンバ型 is_transparentが追加された。もちろん、std::lessとかは今まで通りなので is_transparentは定義されていない。なお、ついでなので比較関数オブジェクトだけじゃなくて、すべての演算子関数オブジェクトに is_transparentが追加された。（std::plus<>とかも）

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連想コンテナの異種比較検索対応 32 追加となるメンバ関数テンプレート（Kはテンプレートパラメータ） iterator find(const K& k); const_iterator find(const K& k) const; size_type count(const K& k); iterator lower_bound(const K& k); const_iterator lower_bound(const K& k) const; iterator upper_bound(const K& k); const_iterator upper_bound(const K& k) const; pair equal_range(const K& k); pair equal_range(const K& k) const;

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連想コンテナの異種比較検索対応 33 余談非順序連想コンテナには異種比較検索は追加されてないです… キーを構築しないとハッシュ値計算できないからね、仕方ないね…

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make_unique N3588 make_unique http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3588.htm N3656 make_unique (Revision 1) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3656.htm 34

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make_unique 35 導入の背景

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make_unique 導入の背景 36 make_sharedあるのに何で make_unique無いの？

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make_unique 37 make_uniqueを標準ライブラリに入れる利点

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make_unique 標準ライブラリに入れる利点 38 1. 初心者にnew使うな言える。 2. make_sharedと同じ利点が 2つある。

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make_unique 標準ライブラリに入れる利点 39 1. 初心者にnew使うな言える。 make_uniqueを自前で作るのはそれほど難しくないが、それでも初心者が理解するのは難しい。（可変長テンプレート＆完全転送）いや、初心者じゃなくても結構難しいと思うんですが…

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make_unique 標準ライブラリに入れる利点 40 2. make_sharedと同じ利点が2つある。 • unique_ptr作る時に型名を2回書かなくて済む。 • 引数の評価順が未規定であることに由来するメモリリークを起こさずに済む。

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make_unique 標準ライブラリに入れる利点 41 make_uniqueが無い場合 auto p = std::unique_ptr(new int(42)); make_uniqueがある場合 auto p = std::make_unique(42); 特に型が長い場合はめんどっちい…

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make_unique 標準ライブラリに入れる利点 42 メモリリークするかもケース f(unique_ptr(new X), unique_ptr(new Y)); 毎度おなじみのヤツ。例えば、new Xが実行された後unique_ptrが作られる前にnew Yが実行されて、かつ、そこで例外が発生するとnew Xで割り当てられたメモリがリークする。

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make_unique 標準ライブラリに入れる利点 43 ちなみに、make_sharedにある3つめの利点（メモリ割り当て効率が良い）はmake_uniqueには無い。 shared_ptrと違ってunique_ptrは参照カウンタその他は持ってないので…

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make_unique 44 シグネチャ

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make_unique シグネチャ 45 １．単体オブジェクトの場合 template unique_ptr make_unique(Args&&... args); ２．サイズ指定なしの配列オブジェクトの場合 template unique_ptr make_unique(size_t n); ３．サイズ指定ありの配列オブジェクトの場合（使えない） template unspecified make_unique(Args&&... args) = delete;

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make_unique 46 make_unique設計上の考慮点

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make_unique 設計上の考慮点 47 コンストラクタは()と{}のどっちで呼び出される？ ⇓ ()で呼び出される。 • make_sharedと合わせた方がいい。 • make_unique(args...)って書くので、()の方がしっくりくる。

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make_unique 設計上の考慮点 48 newはただのnew？それともグローバルの::new？ ⇓ ただのnew。デフォルトデリータがただのdelete使うから。

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make_unique 設計上の考慮点 49 引数指定しない時はデフォルト初期化？値初期化？ ⇓ 値初期化。デフォルト初期化の方が軽いけど、どうせメモリ確保の方がよっぽど重いし…

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非破壊シーケンス操作を堅固に N3607 Making non-modifying sequence operations more robust http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3607.html N3671 Making non-modifying sequence operations more robust: Revision 2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3671.html 50

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非破壊シーケンス操作を堅固に 51 導入の背景

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非破壊シーケンス操作を堅固に導入の背景 52 algorithmのequalとかの範囲指定って不便じゃね？なんのこっちゃ…

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非破壊シーケンス操作を堅固に導入の背景 53 std::vector v1{ 1, 2, 3 }; std::vector v2{ 4, 5 }; auto b = std::equal(v1.begin(), v1.end(), v2.begin()); v2 の方が短いので、ヤバイ…

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非破壊シーケンス操作を堅固に 54 対応

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非破壊シーケンス操作を堅固に対応 55 2個目の範囲にも終端を指定できるオーバーロードを追加しよう！

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非破壊シーケンス操作を堅固に対応 56 std::mismatch の追加オーバーロード template pair mismatch(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2); template pair mismatch(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2, BinaryPredicate pred);

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非破壊シーケンス操作を堅固に対応 57 std::equal の追加オーバーロード template bool equal(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2); template bool equal(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2, BinaryPredicate pred);

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非破壊シーケンス操作を堅固に対応 58 std::is_permutation の追加オーバーロード template bool is_permutation(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2); template bool is_permutation(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2, BinaryPredicate pred);

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非破壊シーケンス操作を堅固に対応 59 ちなみに、equalとis_permutation は引数がランダムアクセスイテレータの場合、 last1 - first1 != last2 - first2 の時は本体を比較せずに false を返す。

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コンパイル時整数シーケンス N3493 Compile-time integer sequences http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3493.html N3658 Compile-time integer sequences http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3658.html 60

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コンパイル時整数シーケンス 61 導入の背景

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 62 可変長タプルの要素アクセスするのツラいんだが… え～と、何て？

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 63 関数パラメータパックの各要素に関数を適用してタプルで返却する例 template std::tuple g(F&& f, Args&&... args) { return std::make_tuple(f(std::forward(args))...); } 関数パラメータパックだと割と簡単

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 64 タプルの各要素に関数を適用してタプルで返却する（コンパイルエラーな）例 template std::tuple g(F&& f, const std::tuple& t) { return std::make_tuple(f(std::forward(t))...); } いや、t は関数パラメータパックじゃないので、こうは書けない…

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 65 タプルの各要素に関数を適用してタプルで返却する（再帰を使った）例 template std::enable_if_t> g_impl(F&& f, const std::tuple&, U&&... args) { return std::make_tuple(f(std::forward(args))...); } template std::enable_if_t> g_impl(F&& f, const std::tuple& t, U&&... args) { return g_impl(std::forward(f), t, std::forward(args)..., std::get(t)); } template std::tuple g(F&& f, const std::tuple& t) { return g_impl<0>(std::forward(f), t); } 何とか頑張って再帰を使って関数パラメータパックに変換してから適用してみました。多分正しく動くと思うけどツラい…

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 66 実はindex tuple idiom（あるいはindices trick）と言うヤツを使うと、可変長タプルが関数パラメータパックみたいに割と簡単に展開できる。結構有名なイデオム？

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 67 std::size_t... 型の 0, 1, 2...N-1 という非型テンプレートパラメータパック I があると、可変長タプル t は std::get(t)... と書くと再帰無しで展開できる。関係ないけどこういうこと考えられるヤツってすごい…

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 68 タプルの各要素に関数を適用してタプルで返却する（index tuple idiomを使った）例 template td::tuple g_impl(F&& f, const std::tuple& t, ????) { return std::make_tuple(f(std::get(t))...); } template std::tuple g(F&& f, const std::tuple& t) { return g_impl(std::forward(f), t, ????); } I と ???? さえうまく作れば割と簡単に書けそう…

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コンパイル時整数シーケンス導入の背景 69 と言うわけで、整数シーケンスのテンプレートパラメータパックが欲しい！いや、まぁ自力でも作れるんだけど… てか、ここにたどり着くまでが長かった…

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コンパイル時整数シーケンス 70 対応

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コンパイル時整数シーケンス対応 71 導入して簡単に作れるようにしよう！まぁそうだよね…

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コンパイル時整数シーケンス対応 72 任意の整数型 T の整数シーケンスを表すクラス template struct integer_sequence { typedef T value_type; static constexpr size_t size() noexcept { return sizeof...(I); } }; I は T 型の整数シーケンス

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コンパイル時整数シーケンス対応 73 integer_sequence を簡単に作るためのクラス template using make_integer_sequence = integer_sequence; 0, 1, .... , N - 1 の部分はうまい事やってくれる。ちなみに、再帰を使って作る

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コンパイル時整数シーケンス対応 74 ちなみに、0, 1, .... , N - 1 の部分は再帰を使って作ることができるが、普通にやると N 回再帰してしまう。（提案の参照実装ではそうなっていた）しかし、再帰深度に敏感なボレロ村上さんが対数オーダーで作成できるから、規格で対数オーダー以下とするように提案した。すごいぞ我らがボレロ村上！！！１！ http://boleros.hateblo.jp/entry/20130127/1359292468

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コンパイル時整数シーケンス対応 75 size_t 型 T の整数シーケンスを表すクラス template using index_sequence = integer_sequence; I は size_t 型の整数シーケンス size_t 型の整数シーケンスが一番よく使うので、別名を定義しておく。（index、つまり添え字）

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コンパイル時整数シーケンス対応 76 index_sequence を簡単に作るためのクラス template using make_index_sequence = make_integer_sequence; 0, 1, 2, .... , N - 1 の index_sequence を作ってくれる。

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コンパイル時整数シーケンス対応 77 index_sequence を簡単に作るためのクラスその２ template using index_sequence_for = make_index_sequence; T の数に応じた index_sequence を作ってくれる。

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コンパイル時整数シーケンス 78 使用例

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コンパイル時整数シーケンス使用例 79 タプルの各要素に関数を適用してタプルで返却する（index_sequenceを使った）例 template std::tuple g_impl(F&& f, const std::tuple& t, std::index_sequence) { return std::make_tuple(f(std::get(t))...); } template std::tuple g(F&& f, const std::tuple& t) { return g_impl(std::forward(f), t, std::index_sequence_for{}); } 割と簡単…かな…？

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タプルの型指定アクセス N3404 Tuple Tidbits http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3404.html N3584 Wording for Addressing Tuples by Type http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3584.html N3670 Wording for Addressing Tuples by Type: Revision 2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3670.html 80

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タプルの型指定アクセス 81 導入の背景

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タプルの型指定アクセス導入の背景 82 タプルの要素にアクセスする時に要素の型で指定できたら便利じゃね？

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タプルの型指定アクセス導入の背景 83 例えば、 tuple を返す関数 get_employee_info(...) があった時、 get<2>(get_employee_info(...)) より get(get_employee_info(...)) の方が分かりやすい (場所が変わっても大丈夫)

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タプルの型指定アクセス 84 対応

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タプルの型指定アクセス対応 85 採用いや、だって Modern C++ Design にも載ってるし…

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タプルの型指定アクセス 86 シグネチャ

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タプルの型指定アクセスシグネチャ 87 タプル // 参照バージョン template constexpr T& get(tuple& t) noexcept; // const参照バージョン template constexpr const T& get(const tuple& t) noexcept; // 右辺値参照バージョン template constexpr T&& get(tuple&& t) noexcept;

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タプルの型指定アクセスシグネチャ 88 ペア template constexpr T& get(pair& p) noexcept; template constexpr const T& get(const pair& p) noexcept; template constexpr T&& get(pair&& p) noexcept; template constexpr T& get(pair& p) noexcept; template constexpr const T& get(const pair& p) noexcept; template constexpr T&& get(pair&& p) noexcept;

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タプルの型指定アクセス 89 注意タプル、あるいはペアに指定した型が2つ以上あった場合にはエラー

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タプルの型指定アクセス 90 余談 getが非メンバ関数なのは、メンバ関数だと呼び出す時にtemplateキーワードが必要になるから std::tuple t = { "the Answer", 42 }; std::cout << t.template get<1> << '¥n';

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クォート文字列ライブラリ N3431 Quoted Strings Library Proposal http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3431.html N3570 Quoted Strings Library Proposal (Revision 1) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3570.html N3654 Quoted Strings Library Proposal (Revision 2) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3654.html 91

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クォート文字列ライブラリ 92 導入の背景

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クォート文字列ライブラリ導入の背景 93 標準ライブラリだけだとダブルクォートで囲まれた文字列とか空白を含んだ文字列の入出力まともにできなくね？いや、iostream使わねーしってのは無しの方向で…

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クォート文字列ライブラリ導入の背景 94 アカン例 std::stringstream ss; std::string original = "foolish me"; std::string round_trip; ss << original; ss >> round_trip; std::cout << original; // outputs: foolish me std::cout << round_trip; // outputs: foolish assert(original == round_trip); // assert will fire 提案ペーパーより

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クォート文字列ライブラリ 95 対応

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クォート文字列ライブラリ対応 96 ダブルクォートで囲まれた文字列を入出力するマニピュレータ追加しよう！

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クォート文字列ライブラリ対応 97 対応後の例 std::stringstream ss; std::string original = "foolish me"; std::string round_trip; ss << quoted(original); ss >> quoted(round_trip); std::cout << original; // outputs: foolish me std::cout << round_trip; // outputs: foolish me assert(original == round_trip); // assert will not fire 提案ペーパーより

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クォート文字列ライブラリ対応 98 文字列をquoteで囲って入出力すればＯＫ。文字列のデリミタ用文字、および、エスケープ用文字を指定可能。（デフォルトはそれぞれダブルクォートとバックスラッシュ）でもこれでもExcel用のcsvは入出力できないんだよね…

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クォート文字列ライブラリ対応 99 iomanip ヘッダに以下の関数を追加 // 文字列リテラル等出力用 template T11 quoted(const charT* s, charT delim = charT('"'), charT escape = charT('¥¥')); // basic_string出力用 template T12 quoted(const basic_string& s, charT delim = charT('"'), charT escape = charT('¥¥')); // basic_string入力用 template T13 quoted(basic_string& s, charT delim = charT('"'), charT escape = charT('¥¥')); T11、T12、T13 は実装依存のナゾの型

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共有ロック 100

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共有ロック 101 N2094 Multithreading API for C++0X - A Layered Approach http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n2094.html N2406 Mutex, Lock, Condition Variable Rationale http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2406.html N3427 Shared locking in C++ http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3427.html N3568 Shared locking in C++ Revision 1 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3568.html N3659 Shared locking in C++ Revision 2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3659.html N3891 A proposal to rename shared_mutex to shared_timed_mutex http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2014/n3891.htm

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共有ロック 102 導入の背景

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共有ロック導入の背景 103 C++11 では時間切れで入れられなかった共有ロックを今度こそ入れよう！！！１！時間切れマジか…

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共有ロック導入の背景 104 読み出しアクセスだけなら複数スレッドから同時アクセスさせたいけど、書き込みアクセスするなら他のスレッドからのアクセスは全てブロックしたい。いわゆる複数リーダー／単一ライターロック。

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共有ロック 105 対応

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共有ロック対応 106 入れよう！ただし、名前は変更ね。何て？？？

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共有ロック対応 107 標準ライブラリに以下の2つのクラスを追加ミューテックス：class shared_timed_mutex; ロック：class shared_lock; ミューテックスは提案ペーパーではもともと shared_mutex だったが、あとから名前に timedが付いた

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共有ロック対応 108 共有ロックをサポートするミューテックス class shared_timed_mutex; 通常の排他ロックの操作用メンバ関数一式に加え、そっくりの共有ロックの操作用メンバ関数一式を備える。なお、timed の名前の通りタイムアウト付きのロック操作用メンバ関数も備える。

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共有ロック対応 109 shared_timed_mutexのメンバ関数 // デフォルトコンストラクタ・デストラクタ shared_timed_mutex(); ~shared_timed_mutex(); // コピーコンストラクタ・コピー代入演算子（コピーできない） shared_timed_mutex(const shared_timed_mutex&) = delete; shared_timed_mutex& operator=(const shared_timed_mutex&) = delete; // ちなみにムーブもできない

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共有ロック対応 110 shared_timed_mutexのメンバ関数 // 排他ロック用 void lock(); bool try_lock(); void unlock(); // 共有ロック用 void lock_shared(); bool try_lock_shared(); void unlock_shared();

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共有ロック対応 111 shared_timed_mutexのメンバ関数 // 排他ロック用（タイムアウト付き） template bool try_lock_for(const chrono::duration& rel_time); template bool try_lock_until(const chrono::time_point& abs_time); // 共有ロック用（タイムアウト付き） template bool try_lock_shared_for(const chrono::duration& rel_time); template bool try_lock_shared_until(const chrono::time_point& abs_time);

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共有ロック対応 112 注意 • shared_timed_mutex はリカーシブミューテックスではないので、自分が既に排他ロックや共有ロックを持ってる場合に更にロックを取得しようとした場合の挙動はＵＢ（未定義動作）。 • また、共有ロックを排他ロックに格上げしたり排他ロックを共有ロックに格下げしたりもできない。

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共有ロック対応 113 余談 shared_timed_mutex にはメンバ型 native_handle_type とメンバ関数 native_handle() は無いらしい…

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共有ロック対応 114 共有ロックをサポートするロックオブジェクト template class shared_lock; unique_lock の共有モード版。Mutex について呼び出すメンバ関数がshared版になるだけ。ただし、自分のメンバ関数名はunique_lockと一緒。（つまりshared_lockもLockable）

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共有ロック対応 115 shared_lock のメンバ関数 // デフォルトコンストラクタ・デストラクタ shared_lock() noexcept; ~shared_lock(); // ミューテックスを用いたコンストラクタ explicit shared_lock(mutex_type& m); // 共有ロックするぞ shared_lock(mutex_type& m, defer_lock_t) noexcept; // あとで共有ロックするぞ shared_lock(mutex_type& m, try_to_lock_t); // 試しに共有ロックしてみるぞ // （できるとは言ってない） shared_lock(mutex_type& m, adopt_lock_t); //既に共有ロック持ってるぞ

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共有ロック対応 116 shared_lock のメンバ関数 // タイムアウト付きコンストラクタ（共有ロックとれてないかも） template shared_lock(mutex_type& m, const chrono::time_point& abs_time); template shared_lock(mutex_type& m, const chrono::duration& rel_time);

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共有ロック対応 117 shared_lock のメンバ関数 // コピーコンストラクタ・コピー代入演算子（コピーできない） shared_lock(shared_lock const&) = delete; shared_lock& operator=(shared_lock const&) = delete; // ムーブコンストラクタ・ムーブ代入演算子（ムーブできる） shared_lock(shared_lock&& u) noexcept; shared_lock& operator=(shared_lock&& u) noexcept; // ムーブ代入演算子の noexcept は規格書のバグだと思うんだよなぁ…

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共有ロック対応 118 shared_lock のメンバ関数 // 共有ロック・アンロック void lock(); bool try_lock(); void unlock(); // 共有ロック（タイムアウト付き） template bool try_lock_for(const chrono::duration& rel_time); template bool try_lock_until(const chrono::time_point& abs_time);

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共有ロック対応 119 shared_lock のメンバ関数 // 共有ロック状態取得 bool owns_lock() const noexcept; explicit operator bool () const noexcept; // その他メンバ関数 void swap(shared_lock& u) noexcept; // 交換 mutex_type* release() noexcept; // ミューテックスの解放 mutex_type* mutex() const noexcept; // ミューテックスの取得（解放はしない）

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共有ロック対応 120 shared_lock のメンバ型 typedef Mutex mutex_type; // 保持しているミューテックスの型 shared_lock 関連の非メンバ関数 template void swap(shared_lock& x, shared_lock& y) noexcept;

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共有ロック 121 shared_timed_mutex の使い方

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共有ロック shared_timed_mutex の使い方 122 もちろんメンバ関数直接呼んでもいいけど、今までのmutexとかと同じくロックオブジェクトと一緒に使うのがｵﾇﾇﾒ

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共有ロック shared_timed_mutex の使い方 123 排他ロックの場合、今までのmutexやtimed_mutexとかと同じくlock_guardやunique_lockと一緒に使えばよい std::shared_timed_mutex stm; void f() { std::lock_guard lg(stm); クリティカルセクション（他の共有ロックで保護された箇所も含めて同時実行不可） } // 自動で開放

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共有ロック shared_timed_mutex の使い方 124 共有ロックの場合、unique_lockの替わりにshared_lock と一緒に使えばよい std::shared_timed_mutex stm; void g() { std::shared_lock sl(stm); クリティカルセクション（ただし、共有ロック同士なら同時実行可） } // 自動で開放

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共有ロック shared_timed_mutex の使い方 125 複数のshared_timed_mutex使うときは、当然順序に気を付けないとデッドロックするぞ。提案ペーパーにあったコピー代入演算子のアカン例 A& operator=(const A& a) { if (this != &a) { std::unique_lock lhs(mut_); std::shared_lock rhs(a.mut_); // Wrong! Deadlock! // Assign data ... } return *this; } a = b と b = a を同時に実行するとデッドロック！

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共有ロック shared_timed_mutex の使い方 126 shared_lockと一緒に使えばそれ自体がLockableになるからlock 関数で使えるぞ。提案ペーパーにあったコピー代入演算子のマトモな例 A& operator=(const A& a) { if (this != &a) { std::unique_lock lhs(mut_, defer_lock); std::shared_lock rhs(a.mut_, defer_lock); std::lock(lhs, rhs); // Assign data ... } return *this; }

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共有ロック shared_timed_mutex の使い方 127 shared_lockと一緒に使えばLockableになるから条件変数でも共有ロックが使えるぞ。ただし、condition_variable_any の方で。提案ペーパーにあった条件変数の例 std::shared_timed_mutex mut; std::condition_variable_any cv; void foo() { std::shared_lock sl(mut); // 共有ロック中 cv.wait(sl, []{ return 条件整った？; }); // 条件整うまで待つぞ // 共有ロック中 } 起こす方は cv.notify_all() でも使ってね

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共有ロック 128 余談クラス名はshared_timed_mutexだけど、ヘッダ名はだから注意。 timedが無いバージョンは無い。（けど、C++17で追加された）

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タイプトレイツの短縮 N3546 TransformationTraits Redux http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3546.pdf N3655 TransformationTraits Redux, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3655.pdf 129

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タイプトレイツの短縮 130 導入の背景

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タイプトレイツの短縮導入の背景 131 タイプトレイツで毎回typename と::type必要なのクソウザい！ template typename std::remove_reference::type f();

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タイプトレイツの短縮導入の背景 132 テンプレート引数を渡して、ネストした型（メンバ型）やメンバ変数で結果を返すのは一般的なメタ関数の形式だから、汎用的っちゃあ汎用的なんだけど、型（と追加の引数）を渡して::typeって言うメンバ型で結果を返すのは良く使われるし、そもそも変換トレイツ（TransformationTrait）が規格書でそう定義されてるんだから、よく使われるケースは簡単に書けるようにしようよ！提案ペーパーの記載より

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タイプトレイツの短縮 133 対応

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タイプトレイツの短縮対応 134 名前の最後に_t付けたらtypename と::type付けなくても良くしよう！ template std::remove_reference_t f();

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タイプトレイツの短縮対応 135 実際の定義はちょー簡単でこんな感じ template using remove_reference_t = typename remove_reference::type; エイリアステンプレート使ってるだけ（でも全部で24個もあるので自分で定義するのは結構めんどう…）

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タイプトレイツの短縮対応 136 CV系 template using remove_const_t = typename remove_const::type; template using remove_volatile_t = typename remove_volatile::type; template using remove_cv_t = typename remove_cv::type; template using add_const_t = typename add_const::type; template using add_volatile_t = typename add_volatile::type; template using add_cv_t = typename add_cv::type;

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タイプトレイツの短縮対応 137 参照系 template using remove_reference_t = typename remove_reference::type; template using add_lvalue_reference_t = typename add_lvalue_reference::type; template using add_rvalue_reference_t = typename add_rvalue_reference::type; 符号系 template using make_signed_t = typename make_signed::type; template using make_unsigned_t = typename make_unsigned::type;

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タイプトレイツの短縮対応 138 配列系 template using remove_extent_t = typename remove_extent::type; template using remove_all_extents_t = typename remove_all_extents::type; ポインタ系 template using remove_pointer_t = typename remove_pointer::type; template using add_pointer_t = typename add_pointer::type;

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タイプトレイツの短縮対応 139 アライン系 template using aligned_storage_t = typename aligned_storage::type; template using aligned_union_t = typename aligned_union::type; 条件系 template using enable_if_t = typename enable_if::type; template using conditional_t = typename conditional::type;

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タイプトレイツの短縮対応 140 その他変換系 template using decay_t = typename decay::type; template using common_type_t = typename common_type::type; template using underlying_type_t = typename underlying_type::type; template using result_of_t = typename result_of::type; タプル系 template using tuple_element_t = typename tuple_element::type;

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タイプトレイツの短縮 141 悲報

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タイプトレイツの短縮悲報 142 ::value用の短縮（_v）は C++14では入りませんでした… 先生の次回作（C++17）にご期待ください

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integral_constant の強化 N3545 An Incremental Improvement to integral_constant http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3545.pdf 143

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integral_constant の強化 144 導入の背景

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integral_constant の強化導入の背景 145 integral_constantって暗黙変換用のユーザ定義変換関数はあるけど、これって暗黙変換されるところでしか使われないよね？いや、そもそもintegral_constantのユーザ定義変換って使ってる？

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integral_constant の強化導入の背景 146 暗黙変換される場所の場合 // 普通の書き方 std::enable_if_t::value> // 暗黙変換を使った書き方 std::enable_if_t{}> いや、そもそも上の書き方でいいんじゃないかと思うんですが…

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integral_constant の強化導入の背景 147 暗黙変換されない場所の場合（どこ？） // 普通の書き方 auto b = std::is_arithmetic::value; // ユーザ定義変換を無理やり使った書き方 auto b = static_cast(std::is_arithmetic{}); いや、そもそも（ry

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integral_constant の強化 148 対応

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integral_constant の強化対応 149 関数呼び出し演算子を追加しよう！いや、そもそも（ry

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integral_constant の強化対応 150 以下のメンバ関数を追加 constexpr value_type operator()() const noexcept { return value; } いや、そもそも（ry

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integral_constant の強化対応 151 暗黙変換されない場所の場合（どこ？） // 普通の書き方 auto b = std::is_arithmetic::value; // ユーザ定義変換を無理やり使った書き方 auto b = static_cast(std::is_arithmetic{}); // 関数呼び出し演算子を使った書き方 <- NEW!!! auto b = std::is_arithmetic{}(); いや、そもそも（ry

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integral_constant の強化対応 152 確かに::valueより{}()の方が3文字短いけど、そこまでして関数呼び出し演算子追加したいっていうモチベーションがよく分からない… 誰か有効な使い方教えてください… （コードゴルフ？）

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exchange ユーティリティ関数 N3511 exchange() utility function http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3511.html N3608 exchange() utility function, revision 2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3608.html N3668 exchange() utility function, revision 3 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3668.html 153

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exchange ユーティリティ関数 154 導入の背景

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exchange ユーティリティ関数導入の背景 155 アトミックオブジェクト用に atomic_exchangeってのがあるけど、あれアトミックオブジェクトじゃなくてもあると便利じゃね？そお？

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exchange ユーティリティ関数導入の背景 156 atomic_exchange 指定したアトミックオブジェクトに新しい値を設定すると共に古い値を返す。しかも、処理はアトミック。メモリオーダー指定できる奴もあるよ。

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exchange ユーティリティ関数 157 対応

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exchange ユーティリティ関数対応 158 まぁ簡単だし追加すればいんじゃね？

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exchange ユーティリティ関数対応 159 以下のユーティリティ関数をヘッダに追加。 template T exchange(T& obj, U&& new_val); obj に new_val を設定すると共に、obj の古い値を返す。ただし、処理はアトミックじゃない。

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル 160

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル N3402 User-defined Literals for Standard Library Types http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3402.pdf N3468 User-defined Literals for Standard Library Types (version 2) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3468.pdf N3531 User-defined Literals for Standard Library Types (version 3) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3531.pdf N3642 User-defined Literals for Standard Library Types(part 1 - version 4) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3642.pdf N3660 User-defined Literals for std::complex, part 2 of UDL for Standard Library Types (version 4) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3660.pdf N3779 User-defined Literals for std::complex, part 2 of UDL for Standard Library Types (version 5) http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3779.pdf 161

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル 162 導入の背景

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル導入の背景 163 ユーザ定義リテラルの接尾辞って、アンダースコア以外で始まるヤツは標準ライブラリに予約されてるのに、標準ライブラリのユーザ定義リテラル無いの、控えめに言って頭おかしい。

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル 164 対応

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 165 入れようそりゃそうだ…

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 166 一般規則 • ユーザ定義リテラル用のインライン名前空間を機能グループ毎に作ろう • 全部のユーザ定義リテラル用のインライン名前空間も作ろう

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 167 今回の対象 • std::basic_string • std::chrono::duration • std::complex

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 168 std::basic_string namespace std { inline namespace literals { inline namespace string_literals { string operator "" s(const char* str, size_t len); u16string operator "" s(const char16_t* str, size_t len); u32string operator "" s(const char32_t* str, size_t len); wstring operator "" s(const wchar_t* str, size_t len); } } }

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 169 std::basic_stringの使用例 using namespace std::literals::string_literals; // std::string_literals、 // std::literalsでも可 // （stdはやめようね…） auto s1 = "Hello, UDL"s; // std::string auto s2 = u8"ユーザ定義リテラルマジ卍"s; // これもstd::string auto s3 = u"これはUTF-16文字列"s; // std::u16string auto s4 = U"オレUTF-32文字列"s; // std::u32string auto s5 = L"わいナゾのワイド文字列"s; // std::wstring これ結構便利じゃないですか？

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 170 std::chrono::duration // 整数系 namespace std { inline namespace literals { inline namespace chrono_literals { constexpr chrono::hours operator "" h (unsigned long long); // 時 constexpr chrono::minutes operator "" min(unsigned long long); // 分 constexpr chrono::seconds operator "" s (unsigned long long); // 秒 constexpr chrono::milliseconds operator "" ms (unsigned long long); // ミリ秒 constexpr chrono::microseconds operator "" us (unsigned long long); // マイクロ秒 constexpr chrono::nanoseconds operator "" ns (unsigned long long); // ナノ秒 } } }

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 171 std::chrono::duration // 浮動小数点数系 namespace std { inline namespace literals { inline namespace chrono_literals { constexpr chrono::duration> operator "" h (long double); // 時 constexpr chrono::duration> operator "" min(long double); // 分 constexpr chrono::duration operator "" s (long double); // 秒 constexpr chrono::duration operator "" ms (long double); // ミリ秒 constexpr chrono::duration operator "" us (long double); // マイクロ秒 constexpr chrono::duration operator "" ns (long double); // ナノ秒 } } }

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 172 std::chrono::duration // std::chrono でも使えるようにしておく namespace std { namespace chrono { using namespace literals::chrono_literals; } }

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 173 std::chrono::durationの使用例 using namespace std::literals::chrono_literals; // std::chrono_literals、 // std::literalsでも可 // （stdはやめようね…） auto constexpr aday = 24h; // std::chrono::hours auto constexpr lesson = 45min; // std::chrono::minutes auto constexpr halfanhour = 0.5h; // std::chrono::duration>

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 174 std::complex namespace std { inline namespace literals { inline namespace complex_literals { constexpr complex operator""il(long double); constexpr complex operator""il(unsigned long long); constexpr complex operator""i(long double); constexpr complex operator""i(unsigned long long); constexpr complex operator""if(long double); constexpr complex operator""if(unsigned long long); } } }

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 175 std::complexの使用例 using namespace std::literals::complex_literals; // std::complex_literals、 // std::literalsでも可 // （stdはやめようね…） auto constexpr c1 = 1 + 2il; // std::complex auto constexpr c2 = 2.0 + 4.0i; // std::complex auto constexpr c3 = 0.5F + 1.0if; // std::complex

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標準ライブラリのユーザ定義リテラル対応 176 注意 std::complex も含めて、これらの接尾辞は小文字しかダメダメな例 auto constexpr c = 1.0L + 2.0IL; LはいいけどILっていう接尾辞は無いツラい…

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ヌル前方イテレータ N3644 Null Forward Iterators http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3644.pdf 177

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ヌル前方イテレータ 178 導入の背景

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ヌル前方イテレータ導入の背景 179 コンテナなくてもイテレータ作りたい。コンテナなくてもイテレータ作りたくない？いや、別に…

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ヌル前方イテレータ導入の背景 180 空の範囲を作るのに、コンテナが必要だとコンテナの寿命にイテレータの寿命が左右されてちょっとややこしい… と言うことらしい…

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ヌル前方イテレータ 181 対応

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ヌル前方イテレータ対応 182 値初期化した前方イテレータは、みんな同じ空のコンテナのend() を指しているもののように扱おう。あ、はい…

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functionalのconstexpr対応 N3749 Constexpr Library Additions: functional http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3749.htm N3789 Constexpr Library Additions: functional http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3789.htm 183

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chronoのconstexpr対応 N3229 Constexpr Library Additions: chrono http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3229.html N3303 Constexpr Library Additions: chrono, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3303.html N3469 Constexpr Library Additions: chrono, v3 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3469.html 184

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complexのconstexpr対応 N3228 Constexpr Library Additions: complex http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3228.html N3302 Constexpr Library Additions: complex, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3302.html 185

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ユーティリティのconstexpr 対応 N3231 Constexpr Library Additions: support/utilities http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3231.html N3305 Constexpr Library Additions: utilities, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3305.html N3471 Constexpr Library Additions: utilities, v3 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3471.html 186

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コンテナのconstexpr対応 N3304 Constexpr Library Additions: containers http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2011/n3304.html N3470 Constexpr Library Additions: containers, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3470.html 187

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非メンバ関数の cbegin と cend LWG Issue 2128. Absence of global functions cbegin/cend http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/lwg-defects.html#2128 188

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非メンバ関数の cbegin と cend 189 導入の背景

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非メンバ関数の cbegin と cend 導入の背景 190 非メンバ関数の cbegin と cend 無いのって規格のバグやろ？

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非メンバ関数の cbegin と cend 191 対応

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非メンバ関数の cbegin と cend 対応 192 せやな。ついでに rbegin とか crbegin とかも追加しよ。

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非メンバ関数の cbegin と cend 対応 193 以下の非メンバ関数を追加 template auto cbegin(const C& c) -> decltype(std::begin(c)); template auto cend(const C& c) -> decltype(std::end(c)); template auto rbegin(C& c) -> decltype(c.rbegin()); template auto rbegin(const C& c) -> decltype(c.rbegin()); template auto rend(C& c) -> decltype(c.rend()); template auto rend(const C& c) -> decltype(c.rend()); template reverse_iterator rbegin(T (&array)[N]); template reverse_iterator rend(T (&array)[N]); template reverse_iterator rbegin(initializer_list il); template reverse_iterator rend(initializer_list il); template auto crbegin(const C& c) -> decltype(std::rbegin(c)); template auto crend(const C& c) -> decltype(std::rend(c)); 意外といっぱいあった…

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rand とその仲間の非推奨化 194

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N3547 Three -related Proposals http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3547.pdf N3742 Three -related Proposals, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3742.pdf N3775 Deprecating rand() and Friends http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3775.pdf N3841 Discouraging rand() in C++14 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2014/n3841.pdf N3924 Discouraging rand() in C++14, v2 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2014/n3924.pdf 195

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rand とその仲間の非推奨化 196 背景

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rand とその仲間の非推奨化背景 197 いいから rand 非推奨化しろ！あとその仲間も！

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rand とその仲間の非推奨化背景 198 rand は乱数としてヤバいし、もうあるんだから非推奨化にしてもいいやろ…

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rand とその仲間の非推奨化背景 199 random_shuffle も rand 使ってるかもしれないし、shuffle あるから一緒に非推奨化にしてもいいやろ…