48 | 显式对象参数、const 视图、expected 和 mdspan：C++23 的一些重要改进

吴咏炜

你好，我是吴咏炜。
在第 46 讲里我讨论了 C++20 的一些重要改进。类似地，本讲我来讨论一下 C++23 里可以快速上手的重要特性。
显式对象参数传统上，类的非静态成员函数都有一个隐式传递的 this 参数。正因为有这个隐式的参数，我们才能访问非静态数据成员。比如，optional 的实现里多半有类似下面的代码：
template <typename T>
class optional {
public:
  // …
  constexpr T&
  operator*() & noexcept
  {
    return value_;
  }
  // …
private:
  union {
    char dummy_;
    T    value_;
  };
  bool engaged_{};
};
在这里，operator* 的实现可以理解为：
  constexpr T&
  operator*(optional* this) & noexcept
  {
    return this->value_;
  }
也就是说，通过 this 指针去访问 value_ 这样的数据成员。
不好玩的是，由于 optional 可以是 const，也可以是右值，我们需要把这个 operator* 的实现重复四遍。这就有点无聊了：
  constexpr T&
  operator*() & noexcept
  {
    return value_;
  }
  constexpr const T&
  operator*() const& noexcept
  {
    return value_;
  }
  constexpr T&&
  operator*() && noexcept
  {
    return std::move(value_);
  }
  constexpr const T&&
  operator*() const&& noexcept
  {
    return std::move(value_);
  }

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总结

1. C++23引入了显式对象参数和可递归的lambda表达式，简化了代码编写，提高了代码的可读性和可维护性。 2. 显式对象参数的使用需要注意const传递问题，可以使用一些技巧将const性传递到成员变量上，例如使用propagate_const或编写辅助函数。 3. C++23中的expected成为了标准库的一部分，引入了“单子”成员函数来简化一些惯用法的表达，使得错误处理更加优雅和灵活。 4. 使用expected时一般会搭配std::error_code，而不是像之前的例子一样使用string，同时，错误检查部分也得到了优化，使得代码更加简洁和易读。 5. C++23引入了多维下标和mdspan，使得多维数据的下标表示更加方便和自然，同时提供了灵活的布局策略和访问策略，增强了对多维数据的操作和管理能力。

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