C++Cherno 学习笔记day19 [76]-[80] std::optional、variant、any、如何让C++及字符串运行得更快

一、如何处理OPTIONAL数据 std::optional

std::optional C++17
数据是否存在是可选的

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <optional>std::optional<std::string> ReadFileAsString(const std::string& filepath)
{std::ifstream stream(filepath);if (stream){std::string result;// read filestream.close();return result;}return {};
}int main()
{std::optional<std::string> data = ReadFileAsString("data.txt");if (data.has_value()){std::cout << "File read successfully!\n";}else{std::cout << "File could not be opened\n";}std::cin.get();
}

#include
std::optional function(param){statement; return type;}
auto result = function();
1: result.has_value()判断数据是否存在, 通过result.value()获取数据
2: result.value_or(xxx)其中xxx作为默认值，如果存在数据返回数据，不存在返回xxx
3:通过if (result)判断数据是否存在

注: 使用场景—目标值可能存在也可能不存在，比如读取文件并返回内容，可能读取成功有数据，读取成功无数据，读取不成功。

二、单一变量存放多类型的数据 std::variant

C++17的特性
C++17新的标准库给我们的类
std::variant
variant本质上就像类型安全的联合体union

#include <iostream>
#include <variant>int main()
{std::variant<std::string, int> data;std::cout << sizeof(int) << "\n";std::cout << sizeof(std::string) << "\n";std::cout << sizeof(data) << "\n";data = "wm";std::cout << std::get<std::string>(data) << "\n";//data.index();// 0if (auto* value = std::get_if<std::string>(&data)){std::string& v = *value;}else{}data = 2;std::cout << std::get<std::string>(data) << "\n";std::cout << std::get<int>(data) << "\n";std::cin.get();
}

它是为你创建了一个结构体或类。
它只是将这两种数据类型存储为那个类或结构体中的成员

std::variant（C++17引入）和传统的union（C语言继承的特性）都用于存储不同类型的值，但它们在设计、安全性和功能上有显著差异。

从技术上讲，union仍然是更有效率和更好的
然而，variant更加类型安全，不会造成未定义行为，你应该使用它，
除非你做的是底层优化，把内存大小保持在一个较低的位置，不管是什么原因，比如CPU处理
或者只是因为你想使用尽可能少的内存

但是，如果您是在桌面平台上，您可以自由地使用更多的内存
和更多的处理能力，那么std::variant在技术上更安全

#include
std::variant<type1, type2> data;
data = type1(xxx)
类似于union，type1与type2表示存储的数据类型。

读取：
1: std::get(data)
2: auto *value = std::get_if(type)(&data)
注：类型安全

三、如何存储任意类型的数据 std::any

void指针
std::any

variant和any的区别

variant需要你列出类型

这和它们的存储方式有关，variant只是一个类型安全的union，
意思是它把所有的数据都存储在一个union里

small types 小类型
它只是把它们存储为一个Union，这意味着对于小类型small type来说，
它的工作方式与variant完全相同

如果你有一个大的类型，它会带你进入大存储空间的void*，
在这种情况下，它会动态分配内存
动态分配内存不利于性能

总结一下这是如何工作的，如果你在小型类型上使用variant或any。
比如int，float。比如一个用于类的vector或类似的东西
比如math库等等，都没问题

它们会以完全相同的方式工作

如果你需要更多的存储空间，std::any会动态分配，
但是std::variant不会

所以换句话说，除了更加类型安全和有一点限制性（这是一件好事）之外，std::variant在处理较大数据时也会执行得更快，而这些数据又需要避免动态内存分配

四、如何让C++运行得更快

如何通过多线程提高性能
C++11的引入 std::asnyc futures

五、如何让C++字符串更快

#include <iostream>
#include <string>static uint32_t s_AllocCount = 0;void* operator new(size_t size)
{s_AllocCount++;std::cout << "Allocating " << size << "bytes\n";return malloc(size);
}void PrintName(const std::string& name)
{std::cout << name << std::endl;
}int main()
{std::string name = "Yan Chernikov";PrintName(name);std::cout << s_AllocCount << " allocations" << std::endl;std::cin.get();
}

#include <iostream>
#include <string>static uint32_t s_AllocCount = 0;void* operator new(size_t size)
{s_AllocCount++;std::cout << "Allocating " << size << "bytes\n";return malloc(size);
}void PrintName(const std::string& name)
{std::cout << name << std::endl;
}int main()
{std::string name = "Yan Chernikov";std::string firstName = name.substr(0, 3);std::string lastName = name.substr(4, 9);PrintName(firstName);std::cout << s_AllocCount << " allocations" << std::endl;std::cin.get();
}

有一种很简单的方法，可以修改现有代码，将分配减少到一个
最后我们会删除所有这些分配，也就是0个分配

当你在优化的时候，只要看看这个程序，你只需要看看你在做什么，因为在很多情况下，只要看看数据你就能找到优化它的方法

换句话说，我在创建一个窗口，一个进入现有内存的小视图，
而不是分配一个新的字符串，用substrO创建一个新的字符串

我不需要这些，因为我想要的只是一个窗口的视图，到一个已有的、有自己内存的字符串

视图：一种不复制的数据窗口

尽量不使用string使用const char*或string_views