C++23

C++23 — ожидаемый стандарт языка программирования C++.

Запрещены и удаленыПравить

УдаленыПравить

• Сбор мусора (Си++11) — по факту никто его не поддерживал.
• Добавлен псевдоконструктор string(nullptr_t) = delete — как подсказка: строить строку из пустого указателя запрещено.

ЗапрещеныПравить

• aligned_storage, aligned_union (Си++11) — они ошибкоопасны, их сложно объединять в более крупные конструкции. Замена — alignas.
• Свойства дробного numeric_limits::has_denorm и has_denorm_loss — поскольку поведение денормализованных чисел на аппаратном уровне (и даже при компиляции и исполнении) бывает разное, никто не полагается на это свойство. Что взамен — пока разрабатывается. Ранее аналогичные макросы запретили в Си.
• Запрещается делать свои allocator_traits. Свойствами аллокатора можно управлять, выставляя его внутренние поля.

Снят запретПравить

• Операции &=, |=, ^= с volatile-переменными (запрещены в Си++20) — в микроконтроллерах часто используются многобитные порты, спроецированные в память. Поиск по микроконтроллерным библиотекам не нашёл подобного применения операциям ±=, они остались запрещёнными.

ЯзыкПравить

Мелкие измененияПравить

• Препроцессорные директивы #elifdef и #elifndef.
• Предварительный оператор if/цикла может быть using-псевдонимом: for (using T = int; T e : v). В Си++20 работало for (typedef int T; T e : v), ведь typedef — синтаксически определение переменной.
• Разрешён код int a[3]; auto (*p)[3] = &a; — auto теперь позволяет указатели и ссылки на массивы.
• Новый литеральный суффикс 123z (знаковый эквивалент size_t), 123uz (size_t).
• В лямбда-функции без параметров допустимо опускать круглые скобки, если есть ключевое слово mutable и другие подобные: [s2 = std::move(s2)] mutable {}.
• Разрешены повторы атрибутов — оказалось, они часто генерируются макросами.
• Разрешено неявное преобразование int→bool в static_assert, if constexpr, explicit(bool) и noexcept(bool). Но: если в explicit/noexcept этот int будет равен чему угодно, кроме 0 и 1 — ошибка. Дробные числа, указатели и прочие объекты запрещены.
• Хвостовой возвращаемый тип в лямбда-функциях сначала смотрит в перехваты, и только потом — в окружающий текст: auto counter1 = [j=0]() mutable -> decltype(j) { return j++; };
• Разрешены атрибуты у лямбда-функций: auto lm = [][[nodiscard, vendor::attr]]()->int { return 42; };
• При наследовании конструктора наследуются и подсказки по автоопределению параметров шаблона (deduction guides).
• Лямбда-функции и инстанцированные constexpr-шаблоны могут вызывать consteval и тогда сами становятся consteval. Для первой никак нельзя указать, что она consteval. А шаблон теперь может стать условным consteval в зависимости от пути инстанцирования.

if constevalПравить

Более раннее std::is_constant_evaluated(), сделанное встроенной функцией компилятора, оказалось ошибкоопасным. Например:

constexpr size_t strlen(char const* s) {
    //if constexpr (std::is_constant_evaluated()) {  Было, не вызывало ассемблерную версию
    if consteval {    // Стало
        for (const char *p = s; ; ++p) {
            if (*p == '\0') {
                return static_cast<std::size_t>(p - s);
            }
        }    
    } else {
        __asm__("Нечто оптимизированное на SSE");
    }
}

Конечно, компиляторы выдают предупреждение, но неочевидно, что делать — правильно if (std::is_constant_evaluated()), иначе оптимизированная ассемблерная версия вообще не запустится.

Вторая причина — взаимодействие между constexpr и consteval.

consteval int f(int i) { return i; }

constexpr int g(int i) {
    // if (std::is_constant_evaluated()) {   Было, не компилировалось
    if consteval {   // Стало
        return f(i) + 1;
    } else {
        return 42;
    }
}

Этот код вообще не компилировался — consteval-функцию отсюда вызывать нельзя.

Фигурные скобки в then-части обязательны, в else- могут опускаться. Писать вроде if (consteval && n < 0) { невозможно. Старая функция не запрещена — крайне редко, но нужна.

auto(x) — временная копия объектаПравить

Простой способ получить объект как временный, например:

void pop_front_alike(Container auto& x) {
    std::erase(x.begin(), x.end(), auto(x.front()));
}

x.front() — ошибка: в зависимости от контейнера, эта ссылка будет смотреть или на другой объект, или в пустую память.

Нижеприведённый код корректен, но ревизор может соблазниться ошибочно убрать переменную a.

auto a = x.front();
std::erase(x.begin(), x.end(), a);

В шаблонном программировании этот тип бывает получить непросто:

using T = std::decay_t<decltype(x.front())>;
std::erase(x.begin(), x.end(), T(x.front()));

Название prvalue_cast было отброшено по двум причинам: prvalue — сильно техническое понятие, и не соответствующее названию поведение для массивов (даст указатель).

Также допустимо auto{x}.

Многомерная операция индексирования (квадратные скобки)Править

Существующие методы:

array(1, 2, 3, 4, 5) = 42;   // выглядит ужасно
array[{1, 2, 3, 4, 5}] = 42; // очень непонятно и неприятно писать
array[1][2][3][4][5] = 42;   // чуть лучше, но под капотом творится просто жуть

Пока только для пользовательских типов.

int buffer[2*3*4] = { };
auto s = std::mdimg<int, std::extents<2, 3, 4>> (buffer);
s[1, 1, 1] = 42;

Разные библиотеки реализуют недостающий синтаксис по-разному, но в любом случае это не сочетается с синтаксисом стандартных массивов, и затрудняет автоматический поиск ошибок и инлайнинг (развёртывание функции прямо в вызывающий код).

Предметом дискуссий остаются: нужно ли это для стандартных массивов; нужно ли ослабить требования к operator[] и разрешить его за пределами класса.

This-параметрыПравить

Одна из возможностей Си++ — const-корректность — приводит к дублированию кода или написанию способов делегирования. Предлагается решение этого через шаблоны

///// БЫЛО /////
class TextBlock {
public:
  char const& operator[](size_t position) const {
    // ...
    return text[position];
  }

  char& operator[](size_t position) {
    return const_cast<char&>(
      static_cast<TextBlock const&>
        (this)[position]
    );
  }
  // ...
};

///// СТАЛО /////
class TextBlock {
public:
  template <typename Self>
  auto& operator[](this Self&& self, size_t position) {
    // ...
    return self.text[position];
  }
  // ...
};

Методы-расширения пока не предлагаются, но будут возможны в дальнейшем.

Снижение требований к constexprПравить

Список послаблений большой и связан с двумя вещами:

• Теперь constexpr означает, что есть хотя бы один путь исполнения, возможный при компиляции.
• Библиотеки всегда отстают от языка.

Таким образом, теперь возможно написать constexpr-функцию, которая ни при одном наборе аргументов не сможет выполниться при компиляции.

Также в constexpr-функциях разрешены goto, переменные нелитеральных типов, статические/внутрипоточные переменные. Если при компиляции будет пройдена любая из этих строк, функция вычисляется при выполнении. __cpp_constexpr поднят до 202103L.

В constexpr-функциях теперь могут участвовать указатели и ссылки с неизвестным значением, если этими значениями не пользоваться — оказалось, что std::size не может работать со ссылками:

// Самодельный std::size для массивов, в STL G++ похожий код
template <typename T, size_t N>
constexpr size_t array_size(T (&)[N]) { return N; }

void check(int const (&param)[3]) {
    int local[] = {1, 2, 3};
    constexpr auto s0 = array_size(local); // OK
    constexpr auto s1 = array_size(param); // Теперь OK
}

Разрешены static constexpr-переменные в constexpr-функциях:

constexpr char xdigit(int n) {
  static constexpr char digits[] = "0123456789abcdef";
  return digits[n];
}

Это позволит, например, написать constexpr from_chars.

Статические op() и op[]Править

Убирает одну машинную команду, если класс без данных и инлайнинг не получился. Например, в самобалансирующемся дереве с нестандартным порядком (было в Си++03) и разнородным поиском (Си++14) возможен такой код:

struct CustomCompare {
    using is_transparent = int; // разнородный поиск
    static bool operator() (std::string_view a, std::string_view b) // было const, стало static
        { return someCustomLess(a, b); }
};

std::set<std::string, CustomCompare> things;

Изначальное предложение касалось операции «вызов» operator(). Потом позволили делать статической и операцию «индекс» operator[].

Эти операции всё ещё нельзя определять вне класса.

Аннотация [[assume(bool)]]Править

Разрешено аннотировать только пустой оператор. Код в аннотации никогда не исполняется, даже если имеет побочные эффекты. Служит исключительно для оптимизатора — он может закладываться на данное выражение. Если выражение будет равняться false — неопределённое поведение. Функция __assume/__builtin_assume уже есть в MSVC и Clang, а вот G++ эмулирует её через builtin_unreachable и потому вычисляет выражение внутри.

int divide_by_32(int x) {
    [[assume(x >= 0)]];
    return x/32;  // компилятор может не закладываться на отрицательный x
}

В данном примере, если x неотрицательный, можно делать лёгкую команду shr (беззнаковый сдвиг) или sar (знаковый — такой сдвиг равноценен делению с округлением вниз, в то время как операция / округляет к нулю). Если закладываться на отрицательный — то тяжёлую команду div (деление) или нетривиальные оптимизации.

; G++ x64 trunk (ноябрь 2022) -std=c++2b -O3
; Без assume — знаковое деление на 32 без «тяжёлых» операций: ветвлений и div
test    edi, edi       ; рассчитать флаги для edx≡x
lea     eax, [rdi+31]  ; загрузка x+31; он будет использоваться, если x<0
cmovns  eax, edi       ; загрузка x, если x⩾0
sar     eax, 5         ; битовый сдвиг
ret

; С assume — битовый сдвиг, расходящийся с делением, если x<0
mov     eax, edi       ; требуется по соглашению вызова: параметр в rdx, результат в rax
sar     eax, 5         ; битовый сдвиг
ret

Если при constexpr-счёте окажется, что assume не выполняется — поведение остаётся за компилятором: он может как выдать ошибку, так и ничего не сделать. Это не первая вещь, где поведение в constexpr за компилятором — также за компилятором будет распаковка переменных параметров Си (на манер функции printf) и расчёты с неопределённым поведением.

Новые правила синтезированной op!= и перевёрнутых op==/!=Править

Чтобы писать меньше нетворческого кода, в Си++20 сделали синтез операции «не равняется» из «равняется», и примерку обеих как в обычном виде, так и в перевёрнутом. Это сильно ударило по имевшемуся коду: на G++ работает с предупреждением, например, такой рекурсивный шаблон — выбирает между простой и перевёрнутой операцией ==:

template <typename T>
struct Base {
    bool operator==(const T&) const { return true; }
    bool operator!=(const T&) const { return false; }
};
   
struct Derived : Base<Derived> { };
   
bool b = Derived{} == Derived{};

Теперь синтез операции «не равняется» и переворот происходит, если возвращаемый тип bool и программист не написал операцию != сам. В некоторых случаях компилятор может запутаться и сказать: есть выбор между обычной и перевёрнутой операцией «равняется», и исправление этой ошибки простое — поступить по старинке и написать операцию «не равняется» самостоятельно.

Кодировки символовПравить

Допустимые символы в идентификаторахПравить

В идентификаторах теперь допустимы символы из множеств Юникода XID_Start (начальный) и XID_Continue (остальные).

• Разрешены буквы и цифры разных алфавитов, включая китайские иероглифы, клинопись и математические буквы латиницы/арабицы, многие из буквоподобных символов.
• Разрешены символы типа «буква/модифицирующая» — 02C6 ˆ «модификатор-крышка» разрешён, а 02DA ˚ «верхний кружок» имеет тип «символ/модифицирующий» и запрещён.
• Разрешены комбинирующие метки, включая селекторы начертания.
• Запрещены эмодзи, неалфавитные символы из техники и математики, форматирующие символы (невидимые символы, отвечающие за обработку текста, в том числе ZWJ и ZWNJ).

Идентификатор должен быть нормализован по алгоритму «каноническая композиция» (NFC, разобрать монолитные символы на компоненты и собрать снова). Если нет — программа некорректна.

Это изменение только делает поддержку Юникода более целостной, но никак не решает вопросов атак через внешне одинаковые строки. Методы передачи таких символов в линкер остаются за реализацией.

Запрещены многосимвольные и некодируемые wchar_t-литералыПравить

Разные компиляторы действовали по-разному на L'\U0001F926' (эмодзи «фейспалм») на двухбайтовом wchar_t (Windows), L'ab'. Теперь оба запрещены.

Многосимвольные char-литералы продолжают работать, имеют тип int. Сколько допускается символов и как они будут собраны в одно число — определяется реализацией.

Понятия «кодировка трансляции», «кодировка исполнения»Править

Узаконено, что одна может отличаться от другой, и wchar_t — это единица широкой, зависящей от реализации кодировки исполнения.

UTF-8 как кроссплатформенная кодировка трансляции должна поддерживаться безусловно, всеми компиляторами. Метка порядка байтов игнорируется, кроме случаев, когда она противоречит флагам компилятора. Если файл опознан как UTF-8, в нём не должно быть некорректных кодовых комбинаций — однако могут быть корректные комбинации, соответствующие не существующим пока символам.

Числовые значения символьных литералов в препроцессоре совпадают с кодировкой исполненияПравить

Раньше это было за реализацией, но оказалось, что основное назначение этой функции — определение кодировки исполнения. Например, код из SQLite:

/* Проверка, использует ли машина EBCDIC.
   (Да, верите или нет, ещё есть машины, использующие EBCDIC.) */
#if 'A' == '\301'
# define SQLITE_EBCDIC 1
#else
# define SQLITE_ASCII 1
#endif

Все крупные компиляторы фактически работают именно так.

Снова разрешено инициализировать массивы char и unsigned char литералом UTF-8Править

Все три строчки сломаны в Си++20, снова работают в Си++23.

const char* a = u8"a";
const char b[] = u8"b";
const unsigned char c[] = u8"c";

Как оказалось, подобный слом усложнял constexpr-функции, мешал совместимости с Си.

Новые экранировкиПравить

"\u{1F926}" для кодовой позиции Юникода, "\o{123}" для восьмеричной системы и "\x{AB}" для шестнадцатеричной.

Разрывать такие экранировки ("\x{4" "2}") запрещено.

"\N{LATIN CAPITAL LETTER A WITH MACRON}" позволяет обратиться к символу по юникодному имени.

format перекодирует Юникод в однобайтовую кодировкуПравить

Исключает крокозябры в таком коде:

std::locale::global(std::locale("Russian.1251"));
auto s = std::format("День недели: {}", std::chrono::Monday);

Набор возможных кодировок определяется реализацией. При неспособности — выбрасывается исключение.

Редакционные правкиПравить

• При объединении строк через обратную косую черту теперь допустимы пробелы после этой черты. Так действовали GCC, Clang и ICC — а MSVC оставлял пробел.
• Компилятор лишён права на перестановку полей одного объекта, если те имеют ненулевую длину и разные права доступа. Так действовали MSVC, GCC, Clang.
• Запрещена конкатенация строк с противоречивыми префиксами кодировки вроде L"" u"". Из крупных компиляторов такое поддерживает только SDCC — берёт первый из префиксов.
• Узаконена директива #warning, поддерживаемая всеми.
• Упрощены правила неявного перемещения при возврате из функции.
• Переработаны производителезависимые расширенные целые типы.
• Уточнён статус заголовочных файлов Си: изначально они были запрещённые, теперь — для совместимости. Файл, который не должен быть одновременно допустимым файлом Си, не должен их подключать. Это убирает угрозу: в ближайшее время эти заголовки не удалят.
• img и string_view теперь TriviallyCopyable.
• В модулях запрещено экспортировать бессмысленные вещи вроде static_assert.

Уточнено, какие временные объекты сохраняются до конца циклаПравить

В конструкции «for по объекту» говорится: каждый временный объект (кроме переданного по значению параметра функции) сохраняется до конца цикла.

using T = std::list<int>;
const T& f1(const T& t) { return t; }
const T& f2(T t)        { return t; }
T g();
void foo() {
  for (auto e : f1(g())) {}  // Теперь OK, жизнь объекта g() продлевается
  for (auto e : f2(g())) {}  // Всё ещё неопределённое поведение
}

Гармонизация с СиПравить

• Разрешена метка без оператора: { goto a; ++x; a: }.
• Поддержка <stdatomic.h>. Аналога <cstdatomic> нет.
• Снова разрешено инициализировать массивы char и unsigned char литералом UTF-8 (описано выше).
• Уточнён статус заголовочных файлов Си, снята угроза их ичезновения (описано выше).
• Добавлен новый бит метода открытия файла на запись ios::noreplace: файла не должно существовать. Это исключает перезапись нужного файла, исключает гонки за файл между двумя программами. Бит существовал во многих реализациях до Cи++98, и эквивалентен флагу x Си11 (FILE* f = fopen("fname.ext", "wx");). Например, может служить для поиска неиспользуемого временного файла.

БиблиотекаПравить

Мелкие измененияПравить

• Семейство констант is_scoped_enum — например, для отслеживания миграции библиотеки со старых enum на новые enum class.
• Функция to_underlying для преобразования enum → int, более понятная по названию и менее ошибкоопасная.
• Функция byteswap в заголовке <bit> для смены порядка байтов в числах.
• iostream теперь может печатать volatile-указатели — точно так же, как и обычные.
• forward_like — аналог forward для объекта и его поля; понадобился из-за this-параметров.
• Зарезервированы два модуля: import std; (всё пространство имён std::) и import std.compat; (функции совместимости вроде ::fopen из стандартного пространства имён). На ноябрь 2022 модулей не поддерживает никто.
• Переписаны концепции equality_comparable_with и другие, чтобы поддерживали некопируемые типы.
• Больше совместимости между кортежами (tuple) и кортежеподобными объектами (парами, статическими массивами).
• mdimg — нехранящий многомерный массив
• Усовершенствован visit для работы с типами, унаследованными от variant (обычно какие-то реализации конечных автоматов).
• Уточнено, что common_reference_t — всегда ссылка, а не reference_wrapper.

stacktraceПравить

Одно из важнейших нововведений Си++23, позволяющее видеть ошибку вернее, чем короткие сообщения самопроверок. Например: если случился выход за пределы массива, самопроверка скажет: обращался к 7-му элементу из 5-и — но не подскажет, кто именно совершил выход. Но если подняться на несколько стековых фреймов выше, часто ошибка становится легко заметной. Новая библиотека, как и многое из Си++, позаимствована из BOOST.

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <stacktrace>
 
int main()
{
    auto trace       = std::stacktrace::current();
    auto empty_trace = std::stacktrace{};
 
    // Print stacktrace.
    std::for_each(trace.begin(), trace.end(),
                  [](const auto& f) { std::cout << f << '\n'; });
 
    if (empty_trace.begin() == empty_trace.end())
        std::cout << "stacktrace 'empty_trace' is indeed empty.\n";
}

Впоследствии объекту stacktrace придумали стандартную функцию форматирования.

Как связывать stacktrace с выпадающими авариями — пока не придумали, ведь то и другое — довольно тяжёлые части языка и библиотеки.

move_only_functionПравить

std::function стал одной из самых «тяжёлых» частей библиотеки STL. Избавившись от нескольких возможностей — нельзя копировать, отсутствуют поля target и target_type — можно получить значительно более лёгкий объект. И, разумеется, этот объект может работать с некопируемыми перехватами.

Аппаратно-разнородные барьерыПравить

В объекте синхронизации «барьер» теперь предполагается, что поток-координатор и ожидающие барьера потоки-клиенты должны вызвать wait, а подчинённые потоки — arrive при обычном исполнении и arrive_and_drop, если поток выходит из параллельного вычисления. Координационная функция может выполниться в любом потоке либо в последнем arrive, либо в wait.

Что будет, если никто не вызовет wait (то есть координатора нет),— зависит от реализации. Связано с разнородным аппаратным обеспечением — координатор работает на одной архитектуре, а потоки-работники на другой.

expectedПравить

У обработки ошибок есть четыре важных свойства:

• Заметность: ревизору должны быть видны нарушения методики использования функции.
• Информация об ошибках: ошибка должна нести достаточно информации о том, откуда она взялась и как её решить.
• Чистый код: код обработки ошибок должен быть минимален.
• Невмешательство: ошибки не должны забивать какой-нибудь канал, предназначенный для нормального хода исполнения.

Главный недостаток исключений — незаметность. У кодов ошибок как минимум грязный код, и они забивают важный канал — возвращаемое значение.

expected — напомнающий variant тип, который может хранить или значение при нормальном исполнении, или ошибку.

expected<int, errc> getIntOrZero(istream_range& is) {
    auto r = getInt(is);   // возвращает такой же expected
    if (!r && r.error() == errc::empty_stream) {
        return 0;
    }
    return r;
}

Чистый код достигается через монадный интерфейс. Общая монада в Си++23 не попала, однако optional и expected обзавелись похожими функциями.

Монадные операции над optional/expectedПравить

Монада — стандартная возможность функциональных языков произвести последовательность действий.

В математике последовательность функций записывается как $h(g(f(x)))$$h(g(f(x)))$ , что не всегда удобно — в программировании часто лучше что-то вроде x.f().g().h().

std::optional — довольно простая обёртка, смысл которой — хранить объект или ничего. Проверки на «ничего» занимают немалую часть работы с optional — а что, если в процессе преобразований картинки на ней не окажется кота? А что, если нет места, куда пририсовать бантик?

std::optional<image> get_cute_cat (const image& img) {
    return crop_to_cat(img)               // image → optional; [nullopt] на картинке нет кота
           .and_then(add_bow_tie)         // image → optional; [nullopt] некуда добавить бантик
           .and_then(make_eyes_sparkle)   // image → optional; [nullopt] не видно глаз
           .transform(make_smaller)       // image → image
           .transform(add_rainbow);       // image → image
}

Впоследствии то же придумали для expected.

imgstream — замена запрещённому в Си++98 strstreamПравить

Существовал strstream — поток данных, работающий на массиве ограниченной длины. Из-за угрозы переполнений запрещён уже в Си++98, предложен другой похожий механизм.

char output[30]{};
oimgstream os{img<char>{output}};
os << 10 << 20 << 30;
auto const sp = os.img();
ASSERT_EQUAL(6,sp.size());
ASSERT_EQUAL("102030",std::string(sp.data(),sp.size()));
ASSERT_EQUAL(static_cast<void*>(output),sp.data()); // никакого копирования данных
ASSERT_EQUAL("102030",output); // гарантируется нуль-терминирование

printПравить

Изначально было: std::cout << std::format("Hello, {}! You have {} mails", username, email_count);

Это…

• Удлиняет двоичный код — потоки изначально тяжелы.
• Нет поддержки Юникода.
• Выглядит некрасиво.

Доступен более лёгкий std::print("Привет, {}! У вас {} писем", username, email_count);.

Впоследствии уточнили, что print синхронизирован с другими методами вывода в консоль.

Необязательные дробные типыПравить

Название	Битов мантиссы	Битов порядка	Примечание
float16_t	10 + неявная 1	5	Соответствует IEEE binary16
bfloat16_t	7 + неявная 1	8	Верхние два байта IEEE binary32 (≈float), используется в ИИ-библиотеках, отсюда имя — brain float
float32_t	23 + неявная 1	8	Соответствует IEEE binary32, большинству реализаций float
float64_t	52 + неявная 1	11	Соответствует IEEE binary64, большинству реализаций double
float128_t	112 + неявная 1	15	Соответствует IEEE binary128

Математические функции должны иметь обёртки для всех поддерживаемых типов — при этом реальный расчёт может вестись в более или менее точном типе.

Новая функциональность диапазонов (ranges) и представлений (views)Править

• Из концепции view удалена инициализация без параметров.
• Уточнены требования к дипазонам, представлениям, адаптерам диапазонов.
• Механизмы для написания собственных адаптеров диапазонов
• Семейство адаптеров zip для параллельного прохождения разных диапазонов.
• ranges::to — преобразование из диапазона в контейнер.
• Функции iota, shift_left, shift_right.
• Функции chunk и slide.
• Функция chunk_by.
• Функция join_with.
  • Улучшена работа join[_with] с итераторами, которые возвращают ссылку на что-то внутри самого итератора.
• Функции starts_with, ends_with.
• split_view переименован в lazy_split_view, добавлен новый split_view.
• Ослаблены ограничения на join_view.
• string_view можно строить из непрерывного диапазона. Впоследствии уточнили: конструктор явный (explicit).
• Механизмы вывода диапазонов функцией format.
• Добавлены механизмы указания, как печатать нестандартный диапазон функцией format — вывод запрещён, как отображение (map), как множество (set), как кортеж (sequence), как строку (string), как отладочное сообщение (debug_string)..
• generator — синхронный генератор диапазонов на сопрограммах. Налажено форматирование подобных объектов.
• single_view и другие адаптеры-представления теперь могут работать с перемещаемыми, но не копируемыми типами.
• Новая функция-адаптер views::repeat, повторяющая один объект N раз или до бесконечности.
• Переписаны требования к алгоритмам, чтобы они могли пользоваться итераторами диапазонов.
• Функция cartesian_product — декартово произведение диапазонов.
• Функция ranges::fold, представляющая собой f(f(…f(f(init, x₁), x₂), …), x_n).
• Функции ranges::contains, ranges::contains_subrange.
• Объект stride_view, функция views::stride — представление с шагом N
• Функции ranges::find_last(), find_last_if(), find_last_if_not.
• Функция views::enumerate — часто функцией Си++ «проход по контейнеру» не пользовались просто потому, что вдобавок требовался номер в последовательности.

Новые подсказки по выведению параметров шаблона (deduction guides)Править

• function — теперь будет компилироваться std::function f = less<int>{};, если less — шаблон с новой статической операцией «вызов».
• function и packaged_task — теперь будет компилироваться std::function g = F{};, если F — объект, чья операция «вызов» содержит новый this-параметр

Новая функциональность строк владеющих (string) и невладеющих (string_view)Править

• string[_view].contains — часто надо проверить на наличие подстроки, не выясняя, где совпадение.
• string.substr() && (с временным this) — для оптимизации auto a = someTemporaryString().substr(0, 2);.
• string_view можно строить из непрерывного диапазона (см. выше).
• Добавлен псевдоконструктор string[_view](nullptr_t) = delete — как подсказка: строить строку из пустого указателя запрещено.

string::resize_and_overwriteПравить

Используется для экстремальной оптимизации на стыке строк и низкоуровневых API:

int compress(void* out, size_t* out_size, const void* in, size_t in_size);

std::string CompressWrapper(std::string_view input) {
    std::string compressed;

    compressed.resize_and_overwrite(input.size(), [input](char* buf, std::size_t n) noexcept {
        std::size_t compressed_size = n;
        auto is_ok = compress(buf, &compressed_size, input.data(), input.size());
        assert(is_ok);
        return compressed_size;
    });

    return compressed;
}

Возникнет вопрос: а что при этом соптимизировали по сравнению с двумя resize? Дело в том, что стоимость выделения памяти мало зависит от длины буфера, и в большинстве случаев на буфер будет выделено значительно больше памяти, чем реально потребуется на сжатую строку. Новая функция не инициализирует буфер, и ушло зануление очень длинного участка памяти — memset( compressed.data(), '\0', compressed.size()).

Новая функциональность итераторовПравить

• Адаптер move_iterator — теперь итератор того же вида (односторонний/двусторонний/произвольного доступа), что и исходный итератор (раньше только односторонний).
• Переписаны требования к алгоритмам, чтобы они могли пользоваться итераторами диапазонов (см. выше).
• cbegin всегда должен возвращать константный итератор.
• Исправлена iterator_category в counted_iterator и некоторых других, чтобы из них можно было собирать сложные диапазоны.
• Придумана концепция позаимствованных диапазонов — их итераторами можно продолжать пользоваться, когда объект-диапазон исчезает.

Новая функциональность контейнеровПравить

• Разнородный extract и erase в ассоциативных контейнерах. Например, ключ хранения string, а ключ доступа — string_view.
• Новая функция Allocator.allocate_at_least, более полно использующая особенности механизма выделения памяти. Контейнеры переменного размера понемногу будут переходить на неё.
• Новые контейнеры flat_[multi]set и flat_[multi]map, работающие как минимум на шаблонах vector, deque, list. Представляют собой простые сортированные массивы.

Новые constexprПравить

• Больше constexpr в bitset.
• Целочисленные from_chars, to_chars.
• Почти все функции unique_ptr.
• Математика из cmath, cstdlib.
• Большинство функций optional, variant.

Новая функциональность formatПравить

Помимо стандартного форматирования новых объектов (описано в соответствующих разделах), там есть:

• Форматирование thread::id.
• Проверка корректности форматирования при компиляции, если такое возможно; облегчение format_to, если обработка при компиляции удастся.
• Открыт format_string.get() — например, для сложного логирования, когда сообщение генерирует одна система, а переводит в строку — другая (в сетевом или локализованном коде). На запуске будет вызван обычный «тяжёлый» format (неизвестно, что придёт из перевода или по сети), зато уже при компиляции будет проверена корректность строки-прототипа или посланного в сеть.

Оптимизации и предупрежденияПравить

• exchange получил условный noexcept — если объект создаётся с перемещением и присваивается (с перемещением или по копии, в зависимости от правого параметра), не вызывая исключений.
• apply получил такой же условный noexcept.
• Некоторые библиотечные функции наподобие malloc и bit_cast ещё с Си++20 получили прозвище «благословенные» — они могут неявно создавать объекты. То есть: не оперируя типом X, тем не менее, подразумевают, что в памяти может появиться объект типа X. Теперь можно «благословить» любую функцию кодом X* p = std::start_lifetime_as<X>(myMalloc(sizeof(struct X)); — и подобные вызовы не будут неопределённым поведением.
  • Типы, с которыми такие «благословенные» функции могут работать, названы «типы с неявным временем жизни» — для них придумана функция std::is_implicit_lifetime.
• Новые свойства типов reference_constructs_from_temporary, reference_converts_from_temporary. Некоторые объекты (std::tuple<const std::string&>) теперь не могут конструироваться из подобных объектов.
• Добавлен псевдоконструктор string[_view](nullptr_t) = delete — как подсказка: строить строку из пустого указателя запрещено.

Функция unreachableПравить

Это указание, что при нормальной работе кода в данную точку попасть нельзя.

enum class MyBool { NO, YES };
int toInt(MyBool x) {
  switch (x) {
  case MyBool::NO:  return 0;
  case MyBool::YES: return 1;
  }
  // Прикрываем знаменитое предупреждение G++
  std::unreachable();
}