C++ 标准库系列课 - 你所不知道的 set 容 器 by 小彭老师（ @archibate ） 课件 & 代码： https://github.com/parallel101/course 上期回顾： https://www.bilibili.com/video/BV1qF411T7sd 课程安排 1. vector 容器初体验 & 迭代器入门 (BV1qF411T7sd) 2. 你所不知道的 拟出来的 + n 复杂度为 O(n) 。虽然低效，但至少可 以用了。 std::next 等价于 + • 但是这样手写三个 ++ 太麻烦了 ，而且是就地操作，会改变迭代 器本身。 • 因此标准库提供了 std::next 函 数，他的内部实现相当于这样： • 没错，他会自动判断迭代器是否 支持 + 运算，如果不支持，会 改为比较低效的调用 n 次 ++ 。 std::advance 等价于 • 如果找不到，则返回 end() 迭代器。 • 刚刚说过， end() 指向的是 set 的尾部 再之后一格元素，他指向的是一个不存在 的地址，不可能有任何元素在那里！因此 end() 常被标准库用作一个标记，来表示 找不到的情况。 Python 中的 find 找不 到元素时会返回 -1 来表示，也是这个思 想。 • iterator find(int const &val) const;

第二版对这些部份都有很深入的探讨，把MFC 里的一些机制直接trace code 加以说明。 xv News / BBS 论坛（CompBook and/or programming） 我想请问以下宏的意义及其使用时机和作用： DECLARE_DYNCREATE, DECLARE_DYNAMIC, IMPLEMENT_DYNAMIC, IMPLEMENT_DYNCREATE, DECLA RE_MESSAGE_MAP 正是人类的本能，空出更多的脑力心力与精力，追求更新的事物。 但是，作为信息教育体系一员的我，不能不有version control。事实上我亦从来没有忘记初学 MFC 的痛苦：C++ 语言本身的技术问题是其一，MFC 庞大类别库的命名规则是其二，熟知 的Windows 程序基本动作统统不见了是其三，对象导向的观念与application framework 的 包装是其四。初学MFC programming 时，我的脑袋犹如网目过大的筛子，什么东西都留不住； 许多朋友曾经与我讨论过，对于MFC 这类application framework，应该挖掘其内部机制到什 么程度？探究源代码，岂不有违「黑盒子」初衷？但是，没有办法，他们也同意，不把那些 奇奇怪怪的宏和指令搞清楚，只能生产出玩具来。对付MFC 内部机制，态度不必像对付 MFC 类别一样；你只需好好走过那么一回，有个印象，足矣。至于庞大繁复的整个application framework 技术的

`-O3 -DNDEBUG` 3. MinSizeRel: `-Os -DNDEBUG` 4. RelWithDebInfo: `-O2 -g -DNDEBUG` • 此外，注意定义了 NDEBUG 宏会使 assert 被去除掉。 小技巧：设定一个变量的默认值 如何让 CMAKE_BUILD_TYPE 在用户没有指定的时候为 Release ，指 定的时候保持用户指定的值不变呢。 就是说 CMake gmake 。 对于 VS 7 ， 它被设置为 devenv. 对于 Nmake 构建文件，它的值为 nmake 。 • CMAKE_DL_LIBS: 包含 dlopen 和 dlclose 的库的名称。 • CMAKE_COMMAND: 指向 cmake 可执行程序的全路径。 • CMAKE_CTEST_COMMAND: 指向 ctest 可执行程序的全路径。 • CMAKE_EDIT_COMMAND: 第 3 章：链接库文件 main.cpp 调用 mylib.cpp 里的 say_hello 函数 改进： mylib 作为一个静态库 改进： mylib 作为一个动态库 改进： mylib 作为一个对象库 https://www.scivision.dev/cmake-object-libraries/ 对象库类似于静态库，但不生成 .a 文件，只由 CMake 记住该库生成了哪些对象文件

为什么需要库（ library ） • 有时候我们会有多个可执行文件，他们之间用到的某些功能是相同的，我们想把这些共用 的功能做成一个库，方便大家一起共享。 • 库中的函数可以被可执行文件调用，也可以被其他库文件调用。 • 库文件又分为静态库文件和动态库文件。 • 其中静态库相当于直接把代码插入到生成的可执行文件中，会导致体积变大，但是只需要 一个文件即可运行。 • 而动态库则只在生成 CMake 中的静态库与动态库 • CMake 除了 add_executable 可以生成可执行文件外，还可以通过 add_library 生成库 文件。 • add_library 的语法与 add_executable 大致相同，除了他需要指定是动态库还是静态库： • add_library(test STATIC source1.cpp source2.cpp) # 生成静态库 libtest 生成动态库 libtest.so • 动态库有很多坑，特别是 Windows 环境下，初学者自己创建库时，建议使用静态库。 • 但是他人提供的库，大多是作为动态库的，我们之后会讨论如何使用他人的库。 • 创建库以后，要在某个可执行文件中使用该库，只需要： • target_link_libraries(myexec PUBLIC test) # 为 myexec 链接刚刚制作的库 libtest

函数？ • 可以定义一个宏 IOBJECT_DEFINE_CLONE ，其内容是 clone 的实现。这里我们用 std::decay_t 快速获取了 this 指针所指向的类型，也就是当前所在类的类型 。 • 宏的缺点是他不遵守命名空间的规则，宏的名 字是全局可见的，不符合 C++ 的高大尚封装思 想。 • 宏： IOBJECT_DEFINE_CLONE C++ 的四大特殊函数变成了多 态的虚函数，这就是被小彭老师称为自动 虚克隆 (auto-vitrual-clone) 的大法。 Zeno 中对 OpenVDB 对象的封装 • 开源的体积数据处理库 OpenVDB 中有许多“网格”的类（可以理解为多维数组），例如： • openvdb::Vec3fGrid ， FloatGrid ， Vec3IGrid ， IntGrid ， PointsDataGrid (type-erasure) 的大法 。 类型擦除：还是以猫和狗为例 • 例如右边的猫和狗类，假设这两个类是某个第 三方库里写死的，这个第三方库的作者可能没 上过《面向对象程序设计》，居然没有定义一 个公用的 Animal 基类并设一个 speak 为虚 函数。现在你抱怨也没有用，因为这个库是按 LGPL 协议开源的，你只能链接他，不能修改 他的源码，但你的老板却要求你把 speak 变 成一个虚函数！怎么样，是不是准备好递交辞

项目的文件后缀名全部改成 .cu ，都能编 译出来。 • 这是 CUDA 的一大好处， CUDA 和 C++ 的关 系就像 C++ 和 C 的关系一样，大部分都兼容 ，因此能很方便地重用 C++ 现有的任何代码库 ，引用 C++ 头文件等。 • host 代码和 device 代码写在同一个文件内，这 是 OpenCL 做不到的。 编写一段在 GPU 上运行的代码 • 定义函数 kernel ，前面加上 编译器生成 GPU 指令码。最后再链接成同一个文件 ，看起来好像只编译了一次一样，实际上你的代码会被预处理很 多次。 • 他在 GPU 编译模式下会定义 __CUDA_ARCH__ 这个宏，利用 #ifdef 判断该宏是否定义，就可以判断当前是否处于 GPU 模式 ，从而实现一个函数针对 GPU 和 CPU 生成两份源码级不同的 代码。 __CUDA_ARCH__ 是个版本号 • 其实 __CUDA_ARCH__ .h • 把他和 helper_string.h 一起拷到头文件目录里，然后改一 下 CMakeLists.txt 让他包含这个头文件目录。 • 他定义了 checkCudaErrors 这个宏，使用时只需： • checkCudaErrors(cudaDeviceSynchronize()) • 即可自动帮你检查错误代码并打印在终端，然后退出。还会 报告出错所在的行号，函数名等，很方便。

就干净许多，只是创建了 biology 这个静态库对象，并通过 GLOB_RECRUSE 为他批量添加 了所有位于 src 和 include 下源码和头文件。 • 根项目的 CMakeLists.txt 负责处理全局有效的设定。而子 项目的 CMakeLists.txt 则仅考虑该子项目自身的设定，比 如他的头文件目录，要链接的库等等。 四、子项目的头文件 • 这里我们给 biology • 在声明和定义外面都套一层名字空间，例如此处我的子项目名是 biology ，那 我就 biology::Animal 。避免暴露全局的 Animal 。这是因为万一有个“不拘一 格”的第三方库也暴露个全局的 Animal ，两个符号就会发生冲突，由于类符号 都具有 weak 属性，链接器会随机选择一个覆盖掉，非常危险！ • （关于符号的 weak 属性，以后单独开一门 C++ 课讲讲，这一课还是重点关注 里写一些你常用的函数，宏，变量等。 十三、你知道吗？ CMake 也有 include 功能 • 和 C/C++ 的 #include 一样， CMake 也有一个 include 命令。 • 你写 include(XXX) ，则他会在 CMAKE_MODULE_PATH 这个列表 中的所有路径下查找 XXX.cmake 这个文件。 • 这样你可以在 XXX.cmake 里写一些你常用的函数，宏，变量等。

个字符，因为他们是用 uint16_t 表示字符串长 度。 • 因此对于表示”长度”、”大小”的用途，可以用 size_t 这个直观的名字，他和 uintptr_t 等价 。 • size_t 是标准库大量使用的用于表示大小的类型，例如 vector::size() 返回类型就是 size_t 。 • 在主流操作系统上， size_t 和 uintptr_t 完全等价，虽然标准并没有强制要求这一点。 的但是大小相等，则结果是 unsigned 的。 • unsigned int + int = unsigned int • 只有两边都是有符号的 int 时，结果才是有符号的 int 。 浮点与标准库数学函数 浮点数的二进制表示 • float 由 4 个字节组成，也就是 32 个位。 • 最高位是符号位，接着的 8 位是指数位 (e) 。 • 剩下的 23 位是底数位 (m) 。 • 值得注意的是指数位 这个参数”的意思。 C++ 可以用更安全的 func(std::optional pars) 来替代。 NULL 的定义为什么是这样的？ • 如果你看过标准库的头文件内容，会看到 NULL 的 本质无非是一个宏。那为什么要这样定义呢？ • 可见他在 C++ 中会直接定义为常数 0 ，而 C 语言 中却定义为 ((void*)0) ，为什么会区别对待？ • 这是因为 C++ 规定

，因为 cpp 字符串没要求一定是 ‘ \0’ 结尾，字符串里是可以包含 ‘ \0’ 的。 C++14 新特性：自定义字面量后缀 • 如果你 using namespace std; 其实标准库已经自动帮你定义好了 “” s 后缀。 • 这里 “ hello”s 就等价于原本繁琐的 string(“hello”) 了。 C++14 新特性：自定义字面量后缀 • 如果你觉得 using namespace 233_i32 ， cpp 做得到吗？ • cpp 标准委员会：谢邀，人在 cpp14 ，已经在 operator“”_i32 了。 • 其实 cpp 这种自定义挺好的，把自由度给到用户。 • 例如标准库说 “ hello”s 是 std::string ，“ hello”s 是 std::string_view 。 • 我也可以定义一个 “ hello”ms 是 mylib::String ，而且还是受 ，不会存在强迫别人接受你的那一套后缀名规范。 • 甚至可以自定义一个 class int32 具有成员函数，然后就可以快乐地 233_i32 .some_method() 了。而 rust 这种预先规定好一些后缀，就只能是他们标准库的那 个 int32 ，不能自己定义了。 • 所以 cpp 之父曾经说，他设计 cpp11 的时候，是考虑“如何在对语言本身改动最小的情况下 ，尽量只在标准库里做手脚，尽可能只利用现有的语言特性，实现