C++编程语言日常20个高级经典用法(含完整源码与输出)

C++ 是一门强大而灵活的编程语言，擅长系统开发、高性能计算、游戏开发等多个领域。以下是 20 个高频但极具价值的 C++ 高级用法案例，配套完整代码与输出结果，助力你快速掌握进阶技巧。

01. 使用

std::optional

优雅处理函数返回值

#include <iostream>

#include <optional>

std::optional<int> divide(int a, int b) {

if (b == 0) return std::nullopt;

return a / b;

}

int main() {

auto result = divide(10, 2);

if (result) std::cout << "Result: " << *result << std::endl;

else std::cout << "Division by zero!" << std::endl;

}

输出：

Result: 5

02. 使用

std::variant

表示多种可能的数据类型

#include <iostream>

#include <variant>

int main() {

std::variant<int, std::string> data;

data = 42;

std::cout << "int: " << std::get<int>(data) << std::endl;

data = "Hello";

std::cout << "string: " << std::get<std::string>(data) << std::endl;

}

输出：

int: 42

string: Hello

03. 使用

std::any

存储任意类型

#include <iostream>

#include <any>

int main() {

std::any val = 5;

std::cout << "Value: " << std::any_cast<int>(val) << std::endl;

val = std::string("C++");

std::cout << "Value: " << std::any_cast<std::string>(val) << std::endl;

}

输出：

Value: 5

Value: C++

04. 使用

std::function

实现高阶函数

#include <iostream>

#include <functional>

void execute(std::function<void()> func) {

func();

}

int main() {

execute([] { std::cout << "Hello Lambda" << std::endl; });

}

输出：

Hello Lambda

05. 使用

constexpr

优化编译期计算

#include <iostream>

constexpr int factorial(int n) {

return (n <= 1) ? 1 : (n * factorial(n - 1));

}

int main() {

constexpr int result = factorial(5);

std::cout << "Factorial: " << result << std::endl;

}

输出：

Factorial: 120

06. 使用结构化绑定简化变量拆解

#include <iostream>

#include <tuple>

std::tuple<int, double> getData() {

return {10, 3.14};

}

int main() {

auto [a, b] = getData();

std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << std::endl;

}

输出：

a: 10, b: 3.14

07. 使用范围 for 循环与

auto

#include <iostream>

#include <vector>

int main() {

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};

for (auto& v : vec) {

std::cout << v << " ";

}

}

输出：

1 2 3

08. 使用

emplace_back

提升容器性能

#include <iostream>

#include <vector>

struct Person {

std::string name;

int age;

};

int main() {

std::vector<Person> people;

people.emplace_back("Alice", 30);

std::cout << people[0].name << " - " << people[0].age << std::endl;

}

输出：

Alice - 30

09. 使用

unique_ptr

实现智能指针管理

#include <iostream>

#include <memory>

int main() {

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);

std::cout << "Value: " << *ptr << std::endl;

}

输出：

Value: 42

10. 使用

shared_ptr

实现对象共享所有权

#include <iostream>

#include <memory>

int main() {

std::shared_ptr<int> p1 = std::make_shared<int>(100);

std::shared_ptr<int> p2 = p1;

std::cout << "Shared value: " << *p2 << std::endl;

}

输出：

Shared value: 100

11. 使用 Lambda 捕获外部变量

#include <iostream>

int main() {

int x = 10;

auto print = [x]() { std::cout << "Captured x: " << x << std::endl; };

print();

}

输出：

Captured x: 10

12. 使用

decltype

自动获取类型

#include <iostream>

int main() {

int a = 5;

decltype(a) b = 10;

std::cout << "b: " << b << std::endl;

}

输出：

b: 10

13. 使用

typeid

获取运行时类型

#include <iostream>

#include <typeinfo>

int main() {

double d = 3.14;

std::cout << "Type: " << typeid(d).name() << std::endl;

}

输出（平台相关）：

Type: d

14. 使用模板函数实现泛型编程

#include <iostream>

template <typename T>

T add(T a, T b) {

return a + b;

}

int main() {

std::cout << add(1, 2) << std::endl;

std::cout << add(1.5, 2.5) << std::endl;

}

输出：

3

4

15. 使用模板特化处理特殊类型

#include <iostream>

template <typename T>

void print(T val) {

std::cout << "Generic: " << val << std::endl;

}

template <>

void print(std::string val) {

std::cout << "String: " << val << std::endl;

}

int main() {

print(100);

print(std::string("C++"));

}

输出：

Generic: 100

String: C++

16. 使用

enum class

定义类型安全枚举

#include <iostream>

enum class Color { Red, Green, Blue };

int main() {

Color c = Color::Green;

if (c == Color::Green)

std::cout << "It's green!" << std::endl;

}

输出：

It's green!

17. 使用范围检查的

at()

方法

#include <iostream>

#include <vector>

int main() {

std::vector<int> v = {1, 2, 3};

std::cout << v.at(1) << std::endl;

}

输出：

2

18. 使用

std::sort

对结构体排序

#include <iostream>

#include <vector>

#include <algorithm>

struct Student {

std::string name;

int score;

};

int main() {

std::vector<Student> list = {{"Tom", 80}, {"Alice", 90}};

std::sort(list.begin(), list.end(), [](auto& a, auto& b) {

return a.score > b.score;

});

for (auto& s : list)

std::cout << s.name << ": " << s.score << std::endl;

}

输出：

Alice: 90

Tom: 80

19. 使用

try-catch

实现异常处理

#include <iostream>

#include <stdexcept>

int main() {

try {

throw std::runtime_error("Something went wrong!");

} catch (const std::exception& e) {

std::cout << "Caught error: " << e.what() << std::endl;

}

}

输出：

Caught error: Something went wrong!

20. 使用文件流

fstream

读写文件

#include <iostream>

#include <fstream>

int main() {

std::ofstream out("test.txt");

out << "Hello, File!" << std::endl;

out.close();

std::ifstream in("test.txt");

std::string line;

std::getline(in, line);

std::cout << "Read: " << line << std::endl;

}

输出：

Read: Hello, File!