C++开发Skill cpp

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名称: cpp 描述: 使用RAII、智能指针和STL编写现代C++代码。适用于C++开发、内存安全或性能优化。

C++ 开发

编写安全、高性能的现代C++代码。

何时使用

• 编写C++代码
• 内存管理问题
• 模板元编程
• 性能优化
• 遗留C++现代化

现代C++模式

智能指针

// 唯一所有权
auto ptr = std::make_unique<Resource>();
process(std::move(ptr));

// 共享所有权
auto shared = std::make_shared<Resource>();
auto copy = shared;  // 引用计数: 2

// 弱引用（无所有权）
std::weak_ptr<Resource> weak = shared;
if (auto locked = weak.lock()) {
    // 使用 locked
}

RAII

class FileHandle {
    FILE* handle_;
public:
    explicit FileHandle(const char* path)
        : handle_(fopen(path, "r")) {
        if (!handle_) throw std::runtime_error("Failed to open");
    }
    ~FileHandle() { if (handle_) fclose(handle_); }

    // 规则五
    FileHandle(const FileHandle&) = delete;
    FileHandle& operator=(const FileHandle&) = delete;
    FileHandle(FileHandle&& other) noexcept
        : handle_(std::exchange(other.handle_, nullptr)) {}
    FileHandle& operator=(FileHandle&& other) noexcept {
        std::swap(handle_, other.handle_);
        return *this;
    }
};

容器和算法

std::vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5};

// 优先使用算法而非原始循环
std::sort(nums.begin(), nums.end());

auto it = std::find_if(nums.begin(), nums.end(),
    [](int n) { return n > 3; });

// 基于范围的for循环
for (const auto& num : nums) {
    std::cout << num << '
';
}

// 结构化绑定（C++17）
std::map<std::string, int> scores;
for (const auto& [name, score] : scores) {
    std::cout << name << ": " << score << '
';
}

模板

// 概念（C++20）
template<typename T>
concept Numeric = std::integral<T> || std::floating_point<T>;

template<Numeric T>
T sum(const std::vector<T>& values) {
    return std::accumulate(values.begin(), values.end(), T{});
}

// SFINAE（C++20之前）
template<typename T,
    typename = std::enable_if_t<std::is_arithmetic_v<T>>>
T multiply(T a, T b) { return a * b; }

最佳实践

• 优先使用 const 和 constexpr
• 使用智能指针而非原始指针
• 遵循规则0/5
• 优先使用STL算法
• 使用 std::string_view 处理只读字符串
• 启用警告：-Wall -Wextra -Wpedantic

常见问题

问题	症状	修复
内存泄漏	内存增长	使用智能指针
悬空指针	崩溃/未定义行为	检查生命周期
缓冲区溢出	崩溃/安全漏洞	使用 std::vector/span
数据竞争	状态不一致	互斥锁/原子操作

示例

输入: “修复内存泄漏” 操作: 用智能指针替换原始指针，确保RAII

输入: “现代化此C++代码” 操作: 应用C++17/20特性，使用STL，提高安全性