This is about computer mechanics… What happens when you take your favoured programming language and send it to the shop for a 60000 mile tune-up?

— Bjarne Stroustrup¹⁾

Seit 2011 wird das „klassische“ C++98²⁾ im 3-Jahres-Rhythmus weiterentwickelt (siehe Zeitleiste). Aktuelle Compiler unterstützen „modernes“ C++11³⁾, C++14⁴⁾, C++17⁵⁾, C++20⁶⁾, C++23⁷⁾ zunehmend. Technische Spezifikationen (TS) und andere Vorschläge können in den nächsten Entwurf (C++26) einfließen. Die folgenden Listen sind unvollständig und in ihrer Reihenfolge subjektiv.

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• Static reflection?⁸⁾
• Unterstrich als Platzhalter für unbenutzte Variablen: auto [x,_,z] = f();
• <contracts> : Vor- und Nachbedingungen, Zusicherungen
• <debugging> : Breakpoints im Quellcode setzen, Debugger-Unterstützung
• <hive> : Container für Elemente, die häufig entstehen und verschwinden (inspiriert von plf::colony)
• <linalg> : lineare Algebra mit BLAS-Funktionen
• <simd> : Datentypen für parallele Datenverarbeitung
• Ganzzahlen ohne Überlauf ("saturation arithmetic")
• Zufallszahlengenerator std::philox_engine, std::ranges::generate_random()
• std::views::concat, std::views::cache_latest

“Pandemic Edition” … not slowing down.
— Herb Sutter⁹⁾

• import std; für Module der Standard-Bibliothek
• <ranges>: Temporäre Werte in range-based for leben länger (P2644).
  • an Python angelehnte Ausgabe mit format() (P2286): std::println("{}", std::set{1,2,3,1}); {1, 2, 3} * std::ranges::to<Container> (P1206) * std::views::enumerate10), as_const, as_rvalue, cartesian_product, chunk[_by], join_with, repeat, slide, stride, adjacent[_transform], pairwise[_transform], zip[_transform] * Algorithmen: iota(), shift_left(), shift_right(), starts_with(), ends_with(), contains(), fold() * std::generator<T> für Coroutinen * std::print() wirkt wie std::cout << format(), std::println(), formatierte Ausgabe für Ranges * s.contains("C++") für string und string_view * std::mdspan: mehrdimensionale Feldindizes a[i,j] * std::expected<Result,Error> und std::optional<T> mit monadischen Operationen transform(), and_then(), or_else() * Quelltext in UTF-8 zulässig, Unicode Annex 31 für Bezeichner: int 💩 = 23; * Literalsuffix (vorzeichenloser) size_t: for (auto i = 0zu, s = v.size(); i < s; ++i) … * cachefreundliche Container std::flat_[multi]map<K,V>, std::flat_[multi]set<T> * std::stacktrace hilft bei der Fehlersuche. ===== C++20 ===== > … our biggest nine-year-cycle yet … in terms of new features added. » — Herb Sutter11) * Module12) überwinden Probleme des #include-Mechanismus (Präprozessor, Makros). import-Anweisungen beschleunigen das Übersetzen, übergangsweise auch import <iostream>; Die Modularisierung der Standard-Bibliothek erfolgt erst mit C++23 (P0581). * <ranges> modernisiert <algorithm>, z.B. std::ranges::sort(v); kombinierbare Views filter(odd) | transform(sqr) | take(3) verarbeiten Wertfolgen „lazy“13). * Concepts beschränken Schablonen, ersparen SFINAE-Tricks, erleichtern den Compilern die Auswahl der passenden generischen Funktion und sorgen für hilfreichere Fehlermeldungen, falls v nicht sortierbar ist. Generische Funktionen mit auto-Parametern sind auch ohne den Vorsatz template … Schablonen. * <coroutine> verzahnt Prozeduren ineinander. Typen wie task<T> oder generator<T> fehlen leider noch14). * <format>: Typsichere, schnelle und flexible Aufbereitung von Ausgaben mit std::format("C++{}", 20) erleichtert die Internationalisierung. * <chrono> erhält Zeitzonen und Kalender. * <compare>: Drei-Wege-Vergleich mit dem "spaceship operator" a <=> b. std::rel_ops wird geächtet. * <barrier>, <latch>, <semaphore>, <stoptoken> und RAII-konforme std::jthread (joining threads) ergänzen die Möglichkeiten zur nebenläufigen Verarbeitung. * <bit>: Bits zählen, rotieren, bit_cast<T>(x) statt dem undefiniertem Verhalten von &reinterpret_cast<T*>(&x) * <numbers> : mathematische Konstanten $\pi$, $e$, $\sqrt{2}$ u.a. * <span> zeigt auf einen Bereich von aufeinanderfolgenden Elementen, ohne ihn zu besitzen (Zeiger und Anzahl der Elemente). * <syncstream> garantiert in nebenläufigen Prozessen Ausgaben ohne Wettrennen. * <version> ersetzt <ciso646> zur Versionserkennung, <source_location> löst __FILE__, __LINE__ etc. ab. * Typen char8_t, u8string, u8string_view für UTF-8-kodierten Unicode-Text, Methoden s.starts_with(…) und s.ends_with(…) für string und string_view * Initialisierungsteil in for (int i=0; auto e:seq) ... (enumerate?) * bezeichnete Struktur-Initialisierer struct A { int x,y,z; }; A a{.x=1, .z=3}; aus C übernommen * Funktionen * std::erase(container, value) anstelle von c.erase(std::remove(c.begin(), c.end(), value), c.end()) und * std::erase_if(container, predicate) statt c.erase(std::remove_if(c.begin(), c.end(), predicate), c.end()) für Container, * std::midpoint(a, b) und Interpolieren mit std::lerp(a, b, t) als a + t*(b-a) in <numeric> * std::shift_left(first,last,n) und std::shift_right(first,last,n) in <algorithm> ===== C++17 ===== > If you can look at a screenful of code and tell that it’s C++17, then we’ve changed the way we program C++. » — Herb Sutter15) std::pair p{1, 'a'}; pair<int,char> auto [n, c] = p; structured bindings for (auto [key, value] : mymap) /* … */; if (auto [it, success] = mymap.insert({key, value}); success) use(it); * Erschließen von Template-Argumenten aus Konstruktorparametern (CTAD) macht Hilfsfunktionen wie make_pair() und make_tuple() überflüssig. * Structured bindings16) entpacken zusammengesetzte Werte, auch in for-Anweisungen sowie if und switch, die um einen Initialisierungsteil erweitert wurden. * <filesystem>: Zugriff auf das Dateisystem * std::optional<T> als Kapsel für ein evtl. vorhandenes Objekt, std::any und std::variant<T1,...,Tn> als typsicherer Ersatz für void* und union * std::string_view als einheitliche lesende Schnittstelle zur Inspektion von std::string und anderen Zeichenketten, std::byte für Bitoperationen * ggT und kgV benötigten 2300 Jahre17) aus den Elementen nach C++: std::gcd(m,n)*std::lcm(m,n) == m*n * Pythagoras in 3D std::hypot(x,y,z), Wertbegrenzung std::clamp(x,1,10) und zufällige Stichproben einer Sequenz std::sample(first, last, out, n, rng) * parallelisierte Algorithmen und "spezielle" mathematische Funktionen: elliptische Integrale, Kugel- und Zylinderfunktionen, Hermite-, Laguerre-, Legendre-Polynome… * geschachtelte Namensräume namespace A::B {…} für namespace A { namespace B {…} } * if constexpr (expression) erleichtert das Schreiben von Funktionsschablonen ohne SFINAE-Tricks. * Umhängen von einzelnen Knoten zwischen [unordered_][multi_]set|map und set1.merge(set2) zum Verschmelzen assoziativer Container * Funktionsargumente werden stets v.l.n.r. ausgewertet, unnötige Kopien garantiert vermieden (copy elision), C11 statt C99 wird Schwestersprache. * Die Regeln der Initialisiererliste wurden geändert: auto answer{42}; ist nun endlich eine Ganzzahl. ===== C++14 ===== > …completes C++11. » — ISO C++ FAQ * Binärliterale 0b101010 und Stellentrennzeichen 1'234'567 * Literalsuffixe "Hallo"s für <string>, 1.0 + 2.0i für <complex>, 23h+56min+4s für Zeitdauern in <chrono> * automatisches Erkennen des Ergebnistyps von Funktionen, generische Lambda-Ausdrücke und Lambda-capture-Ausdrücke * make_unique(), const-iterator-Funktionen cbegin(), cend() * Funktionsobjekte std::greater<> ohne Typangabe möglich * std::quoted(s) für Ein- und Ausgabe von Zeichenketten mit Begrenzungszeichen ("Gänsefüßchen") * Variablen-Templates ===== C++11 ===== > It feels like a new language. » — Bjarne Stroustrup * neue Schlüsselwörter, auto-Variablen, range-based for, Lambda-Ausdrücke * Initialisiererliste, Startwerte und Konstruktorparameter in geschweiften Klammern (einheitliche Schreibweise zur Anfangswertbelegung) * Attribut-Initialisierung: Startwerte für Member-Variablen, zu- und abschaltbare spezielle Methoden, Konstruktor-Delegation * Rvalue-Referenzen: Unterscheidung von Kopier- und Verschiebesemantik * >> am Ende verschachtelter Templates ohne Leerzeichen dazwischen, variadische Templates * raw strings, nullptr'' statt Ganzzahl 0, Attributspezifizierer * Bibliotheken für * <thread>, <mutex>, <condition_variable>, <atomic>, <future>: Nebenläufigkeit * <memory>: intelligente Zeiger shared_ptr<T>, unique_ptr<T> * <array>, <forward_list>, <initializer_list>, <unordered_map>, <unordered_set>: neue Container * <regex>: reguläre Ausdrücke * <tuple>: Tupel * <random>: Zufallszahlgeneratoren * <ratio>: Verhältniszahlen * <chrono>: Uhren, Zeitpunkte, Zeitintervalle