在VS 2015 Update 2 关于STL已实现C++ 17-so-far的功能

Article
02/01/2016

在VS 2015 Update 2 关于STL已实现C++ 17-so-far的功能

[原文发表地址] https://blogs.msdn.com/b/vcblog/archive/2016/01/22/vs-2015-update-2-s-stl-is-c-17-so-far-feature-complete.aspx

[原文发表时间] 01/22/2016 9:16 AM

在VS 2015 Update 2上，我们已经实现了C++ Standard Library的每一个功能，这也已经覆盖到了C++11, C++14和C++17-so-far等。参见文件N4567有关Update 2的相关信息，请见文章末尾) 详细列表如下：

Status	Std	Paper	Title
Update 2	C++14	N3462	SFINAE-Friendly result_of
Update 2	C++17	N4387	Improving pair And tuple
Up2 Win7+	C++17	N4508	shared_mutex (Untimed)
Up2 opt-in	C++17	P0004R1	Removing Deprecated Iostreams Aliases
Update 2	C++17	P0006R0	Variable Templates For Type Traits (is_same_v, etc.)
Update 2	C++17	P0007R1	as_const()
Update 2	C++17	P0013R1	Logical Operator Type Traits (conjunction, etc.)
Update 2	C++17	P0074R0	owner_less<>
Update 2	C++17	P0092R1	<chrono> floor(), ceil(), round(), abs()
Update 2	C++17	P0156R0	Variadic lock_guard
VS 2015	C++14	N3302	constexpr For <complex>
VS 2015	C++14	N3469	constexpr For <chrono>
VS 2015	C++14	N3470	constexpr For <array>
VS 2015	C++14	N3471	constexpr For <initializer_list>, <tuple>, <utility>
VS 2015	C++14	N3545	integral_constant::operator()()
VS 2015	C++14	N3642	UDLs For <chrono>, <string> (1729ms, "meow"s, etc.)
VS 2015	C++14	N3644	Null Forward Iterators
VS 2015	C++14	N3654	quoted()
VS 2015	C++14	N3657	Heterogeneous Associative Lookup
VS 2015	C++14	N3658	integer_sequence
VS 2015	C++14	N3659	shared_mutex (Timed)
VS 2015	C++14	N3668	exchange()
VS 2015	C++14	N3669	Fixing constexpr Member Functions Without const
VS 2015	C++14	N3670	get<T>()
VS 2015	C++14	N3671	Dual-Range equal(), is_permutation(), mismatch()
VS 2015	C++14	N3778	Sized Deallocation
VS 2015	C++14	N3779	UDLs For <complex> (3.14i, etc.)
VS 2015	C++14	N3789	constexpr For <functional>
VS 2015	C++14	N3887	tuple_element_t
VS 2015	C++14	N3891	Renaming shared_mutex (Timed) To shared_timed_mutex
VS 2015	C++17	N3911	void_t
VS 2015	C++17	N4089	Safe Conversions In unique_ptr<T[]>
VS 2015	C++17	N4169	invoke()
2015 opt-in	C++17	N4190	Removing auto_ptr, random_shuffle(), And Old <functional> Stuff
VS 2015	C++17	N4258	noexcept Cleanups
VS 2015	C++17	N4259	uncaught_exceptions()
VS 2015	C++17	N4277	Trivially Copyable reference_wrapper
VS 2015	C++17	N4279	insert_or_assign()/try_emplace() For map/unordered_map
VS 2015	C++17	N4280	size(), empty(), data()
VS 2015	C++17	N4366	Precisely Constraining unique_ptr Assignment
VS 2015	C++17	N4389	bool_constant
VS 2013	C++14	N3346	Minimal Container Element Requirements
VS 2013	C++14	N3421	Transparent Operator Functors (less<>, etc.)
VS 2013	C++14	N3655	Alias Templates For <type_traits> (decay_t, etc.)
VS 2013	C++14	N3656	make_unique()
VS 2013	C++17	N4510	Supporting Incomplete Types In vector/list/forward_list
N/A	C++14	N3924	Discouraging rand()
N/A	C++17	N4284	Contiguous Iterators

“N/A”表示那些建议只是改变了标准文档中的说法，并不会对实施者和用户有任何实质的影响。我只是为了工作的完整性才将它们作为Not Applicable类型来列举出来。

我们之前在Update 1中宣布了编译器开始部分支持SFINAE表达式。尽管Update 2中仍然是部分支持SFINAE表达式时，但是已经能够改进它到STL 可以精准地依赖它的程度。因此，Update 2中的STL完全支持N3462中的"SFINAE-Friendly result_of"和LWG 2132中的"std::function ambiguity"。这一结论已经在每一个build上运行全面覆盖的单元测试得到验证。（LWG 2132允许重载meow(function<void (int)>)和meow(function<void (int, int)>)，并且可以允许一个或者两个int 参数的lambda 表达式来调用meow() 函数，并根据实际情况匹配相应的重载函数。)

在N4387"Improving pair And tuple"中有一个值得注意的结论:安全使用的前提下，元组可以作为返回值类型。例如，{ "cute","fluffy", "kittens" }可以作为tuple<string,string, string>类型被返回，因为std::string类型有一个基于const char* 的隐式构造函数。

N4508中的"shared_mutex(Untimed)"不支持在XP和Vista-class操作系统上使用（客户端和服务器上都是）。这是因为我们在std::shared_mutex的实施隐藏了SRWLOCK，并且还要求OS APIs是Win7-class OSes 。比如在 std::forward_list中，std::shared_mutex就是为了给简化功能提供更低的开销。试图通过动态检查功能来支持XP/Vista，这将会和std::shared_mutex存在的原因发生冲突。所以如果你需要在XP/Vista上使用这项功能，你就需要使提供了更加强大的功能的std::shared_timed_mutex。

P0004R1中的"Removing Deprecated Iostreams Aliases"现在是opt-in状态。如果你设置一个宏_HAS_OLD_IOSTREAMS_MEMBERS 为0，我们将会移除旧的机器（这个是c++98的遗留问题）。同样的，LWG2385中的 "function::assign allocator argument doesn't make sense"要求定义_HAS_FUNCTION_ASSIGN 为0，并且在N4190中的"Removing auto_ptr, random_shuffle(), And Old <functional> Stuff"要求定义_HAS_AUTO_PTR_ETC为0。在将来的主要版本中，我们打算把这些被删除的内容设置为opt-out状态，并且不对其作任何限制。

现在，我需要说明一下。”功能完成“并不是意味着“标准规定的每一个功能都完成了”。我们仍然漏掉了一些比起这些建议更加细小的部分：

* 极少数常量表达式匹配项缺失。详细内容如下：在C++11里，mutex的默认构造函数需要一个较大的表征转换(我们不能将其移到到一个Update中). In C++14, error_category的默认构造函数需要一个较小的表征转换(这个在2015 Update里也是被禁止的，但是它早已经在下一个主要版本中修复了). 最后，C++14用来初始化列表的min()/max()/minmax(以及C++17的min_element()/max_element()/minmax_element()本身包含循环，它们需要编译器支持C++14扩展常量表达式，但这一功能现在还不可用。

* C99 Standard Library的各项内容除了tgmath.h(这个头文件在C++中无关紧要)和CX_LIMITED_RANGE、FP_CONTRACT宏功能之外我们已经全部完成，。

* 在实施C++14和C++17的Library 问题的解决方案上，我们取得了一些可观的进展（具体内容见下表；LibraryIssue就是标准库本身的bug），但是有8个要在C++14上修复的bug和11个要在C++17-so-far上修复的bug还尚待执行。

* C++17最终版发布之前还会有许多的功能被添加进去，而且我们现在已经开始着手处理了。

* 我们现在还有一些bug正在修复。（到目前为止，我们已经在Update 2上修复了大约36个STL的bug了。我会在Update 2最终版本发布一份更新日志）

下面是我们的Library Issue表：

Status	Std	Issue	Title
Update 2	C++14	LWG 2005	unordered_map::insert(T&&) protection should apply to map too
Update 2	C++14	LWG 2021	Further incorrect usages of result_of
Update 2	C++14	LWG 2132	std::function ambiguity
Update 2	C++14	LWG 2196	Specification of is_*[copy/move]_[constructible/assignable] unclear for non-referencable types
Update 2	C++17	LWG 2101	Some transformation types can produce impossible types
Update 2	C++17	LWG 2106	move_iterator wrapping iterators returning prvalues
Update 2	C++17	LWG 2127	Move-construction with raw_storage_iterator
Update 2	C++17	LWG 2217	operator==(sub_match, string) slices on embedded '\0's
Update 2	C++17	LWG 2353	std::next is over-constrained
Update 2	C++17	LWG 2354	Unnecessary copying when inserting into maps with braced-init syntax
Update 2	C++17	LWG 2367	pair and tuple are not correctly implemented for is_constructible with no args
Up2 opt-in	C++17	LWG 2385	function::assign allocator argument doesn't make sense
Update 2	C++17	LWG 2455	Allocator default construction should be allowed to throw
Update 2	C++17	LWG 2466	allocator_traits::max_size() default behavior is incorrect
Update 2	C++17	LWG 2469	Wrong specification of Requires clause of operator[] for map and unordered_map
Update 2	New	LWG 2549	Tuple EXPLICIT constructor templates [...] will create dangling references
missing	C++14	LWG 2064	More noexcept issues in basic_string
missing	C++14	LWG 2078	Throw specification of async() incomplete
missing	C++14	LWG 2135	Unclear requirement for exceptions thrown in condition_variable::wait()
missing	C++14	LWG 2140	notify_all_at_thread_exit synchronization
missing	C++14	LWG 2203	scoped_allocator_adaptor uses wrong argument types for piecewise construction
missing	C++14	LWG 2210	Missing allocator-extended constructor for allocator-aware containers
missing	C++14	LWG 2252	Strong guarantee on vector::push_back() still broken with C++11?
missing	C++14	LWG 2350	min, max, and minmax should be constexpr
missing	C++17	LWG 1169	num_get not fully compatible with strto*
missing	C++17	LWG 2059	C++0x ambiguity problem with map::erase
missing	C++17	LWG 2063	Contradictory requirements for string move assignment
missing	C++17	LWG 2156	Unordered containers' reserve(n) reserves for n-1 elements
missing	C++17	LWG 2219	INVOKE-ing a pointer to member with a reference_wrapper as the object expression
missing	C++17	LWG 2369	constexpr max(initializer_list) vs max_element
missing	C++17	LWG 2408	SFINAE-friendly common_type / iterator_traits is missing in C++14
missing	C++17	LWG 2415	Inconsistency between unique_ptr and shared_ptr
missing	C++17	LWG 2439	unique_copy() sometimes can't fall back to reading its output
missing	C++17	LWG 2476	scoped_allocator_adaptor is not assignable
missing	C++17	LWG 2485	get() should be overloaded for const tuple&&
VS 2015	C++14	GB 9	Remove gets from C++14
VS 2015	C++14	LWG 2009	Reporting out-of-bound values on numeric string conversions
VS 2015	C++14	LWG 2094	duration conversion overflow shouldn't participate in overload resolution
VS 2015	C++14	LWG 2097	packaged_task constructors should be constrained
VS 2015	C++14	LWG 2103	std::allocator_traits<std::allocator<T>>::propagate_on_container_move_assignment
VS 2015	C++14	LWG 2104	unique_lock move-assignment should not be noexcept
VS 2015	C++14	LWG 2112	User-defined classes that cannot be derived from
VS 2015	C++14	LWG 2144	Missing noexcept specification in type_index
VS 2015	C++14	LWG 2145	error_category default constructor
VS 2015	C++14	LWG 2162	allocator_traits::max_size missing noexcept
VS 2015	C++14	LWG 2174	wstring_convert::converted() should be noexcept
VS 2015	C++14	LWG 2176	Special members for wstring_convert and wbuffer_convert
VS 2015	C++14	LWG 2187	vector<bool> is missing emplace and emplace_back member functions
VS 2015	C++14	LWG 2193	Default constructors for standard library containers are explicit
VS 2015	C++14	LWG 2247	Type traits and std::nullptr_t
VS 2015	C++14	LWG 2268	Setting a default argument in the declaration of a member function assign of std::basic_string
VS 2015	C++14	LWG 2272	quoted should use char_traits::eq for character comparison
VS 2015	C++14	LWG 2275	Why is forward_as_tuple not constexpr?
VS 2015	C++14	LWG 2278	User-defined literals for Standard Library types
VS 2015	C++14	LWG 2280	begin / end for arrays should be constexpr and noexcept
VS 2015	C++14	LWG 2285	make_reverse_iterator
VS 2015	C++14	LWG 2301	Why is std::tie not constexpr?
VS 2015	C++14	LWG 2306	match_results::reference should be value_type&, not const value_type&
VS 2015	C++14	LWG 2315	weak_ptr should be movable
VS 2015	C++14	LWG 2324	Insert iterator constructors should use addressof()
VS 2015	C++14	LWG 2329	regex_match()/regex_search() with match_results should forbid temporary strings
VS 2015	C++14	LWG 2332	regex_iterator/regex_token_iterator should forbid temporary regexes
VS 2015	C++14	LWG 2339	Wording issue in nth_element
VS 2015	C++14	LWG 2344	quoted()'s interaction with padding is unclear
VS 2015	C++14	LWG 2346	integral_constant's member functions should be marked noexcept
VS 2015	C++17	LWG 2129	User specializations of std::initializer_list
VS 2015	C++17	LWG 2133	Attitude to overloaded comma for iterators
VS 2015	C++17	LWG 2212	tuple_size for const pair request header
VS 2015	C++17	LWG 2234	assert() should allow usage in constant expressions
VS 2015	C++17	LWG 2365	Missing noexcept in shared_ptr::shared_ptr(nullptr_t)
VS 2015	C++17	LWG 2399	shared_ptr's constructor from unique_ptr should be constrained
VS 2015	C++17	LWG 2400	shared_ptr's get_deleter() should use addressof()
VS 2015	C++17	LWG 2401	std::function needs more noexcept
VS 2015	C++17	LWG 2403	stof() should call strtof() and wcstof()
VS 2015	C++17	LWG 2407	packaged_task(allocator_arg_t, const Allocator&, F&&) should neither be constrained nor explicit
VS 2015	C++17	LWG 2420	function<void(ArgTypes...)> does not discard the return value of the target object
VS 2015	C++17	LWG 2433	uninitialized_copy()/etc. should tolerate overloaded operator&
VS 2015	C++17	LWG 2440	seed_seq::size() should be noexcept
VS 2015	C++17	LWG 2442	call_once() shouldn't DECAY_COPY()
VS 2015	C++17	LWG 2454	Add raw_storage_iterator::base() member
VS 2015	C++17	LWG 2458	N3778 and new library deallocation signatures
VS 2015	C++17	LWG 2464	try_emplace and insert_or_assign misspecified
VS 2015	C++17	LWG 2467	is_always_equal has slightly inconsistent default
VS 2015	C++17	LWG 2483	throw_with_nested() should use is_final
VS 2015	C++17	LWG 2484	rethrow_if_nested() is doubly unimplementable
VS 2015	C++17	LWG 2486	mem_fn() should be required to use perfect forwarding
VS 2015	C++17	LWG 2487	bind() should be const-overloaded, not cv-overloaded
VS 2015	C++17	LWG 2488	Placeholders should be allowed and encouraged to be constexpr
VS 2015	C++17	LWG 2489	mem_fn() should be noexcept
VS 2013	C++14	LWG 1214	Insufficient/inconsistent key immutability requirements for associative containers
VS 2013	C++14	LWG 2011	Unexpected output required of strings
VS 2013	C++14	LWG 2018	regex_traits::isctype Returns clause is wrong
VS 2013	C++14	LWG 2033	Preconditions of reserve, shrink_to_fit, and resize functions
VS 2013	C++14	LWG 2039	Issues with std::reverse and std::copy_if
VS 2013	C++14	LWG 2047	Incorrect "mixed" move-assignment semantics of unique_ptr
VS 2013	C++14	LWG 2049	is_destructible is underspecified
VS 2013	C++14	LWG 2050	Unordered associative containers do not use allocator_traits to define member types
VS 2013	C++14	LWG 2056	future_errc enums start with value 0 (invalid value for broken_promise)
VS 2013	C++14	LWG 2061	make_move_iterator and arrays
VS 2013	C++14	LWG 2067	packaged_task should have deleted copy c'tor with const parameter
VS 2013	C++14	LWG 2074	Off by one error in std::reverse_copy
VS 2013	C++14	LWG 2083	const-qualification on weak_ptr::owner_before
VS 2013	C++14	LWG 2087	iostream_category() and noexcept
VS 2013	C++14	LWG 2096	Incorrect constraints of future::get in regard to MoveAssignable
VS 2013	C++14	LWG 2128	Absence of global functions cbegin/cend
VS 2013	C++14	LWG 2138	atomic_flag::clear ordering constraints
VS 2013	C++14	LWG 2141	common_type trait produces reference types
VS 2013	C++14	LWG 2143	ios_base::xalloc should be thread-safe
VS 2013	C++14	LWG 2148	Hashing enums should be supported directly by std::hash
VS 2013	C++14	LWG 2188	Reverse iterator does not fully support targets that overload operator&
VS 2013	C++14	LWG 2197	Specification of is_[un]signed unclear for non-arithmetic types
VS 2013	C++14	LWG 2213	Return value of std::regex_replace
VS 2013	C++14	LWG 2229	Standard code conversion facets underspecified
VS 2013	C++14	LWG 2284	Inconsistency in allocator_traits::max_size
VS 2013	C++14	LWG 2293	Wrong facet used by num_put::do_put
VS 2013	C++14	LWG 2313	tuple_size should always derive from integral_constant
VS 2013	C++14	LWG 2317	The type property queries should be UnaryTypeTraits returning size_t
VS 2013	C++14	LWG 2330	regex("meow", regex::icase) is technically forbidden but should be permitted
VS 2013	C++14	LWG 2341	Inconsistency between basic_ostream::seekp(pos) and basic_ostream::seekp(off, dir)
VS 2013	C++14	LWG 2359	How does regex_constants::nosubs affect basic_regex::mark_count()?
VS 2013	C++14	LWG 2360	reverse_iterator::operator*() is unimplementable
VS 2013	C++17	LWG 2244	Issue on basic_istream::seekg
VS 2013	C++17	LWG 2273	regex_match ambiguity
VS 2013	C++17	LWG 2473	basic_filebuf's relation to C FILE semantics

我省略了125个N/A类型的问题，这些问题目前实施者要求不做任何处理的。这儿有一个很特别的问题。关于LWG 2549 "Tuple EXPLICIT constructor templates [...] will create dangling references"的解决方案虽然还没有被C++17采纳，但是我完成它并将其列在这里是因为它有助于我顺利完成C++17的 N4387 "Improving pair And tuple"。

常见问题解答

Q: 你在完成C++11compiler功能之前在实施C++17的library的功能。

A: 这不算问题。

Q: 为什么？

A: 好很多了。至少有两个原因可以说明。第一，library开发者和compiler开发者是不能相互替换的。Library的代码库和compiler的代码库也是完全不同的，并且我们所有的高级C++程序员所必备的library和compiler开发技能是没有交集的，这在很大程度上和人们想的不同。并且同时从事这两项工作的几率是很小的（Gor Nishanov是个例外；他即将成为这两项工作的技术支持）。关于STL取得的成果也不会隐瞒Compiler
组，这是事实！第二，STL开发影响到compiler功能时也会使编译器更加健壮。举些例子：在STL中实施result_of/function
SFINAE也会改善编译器上正在实施的C++11 SFINAE表达式（指向数据成员的指针表达式确实比较棘手），在STL中实施C++11/14/17中的每一个常量表达式也使得编译器对C++11常量表达式的支持得到大量的改善，还有实施的C++17 pair/tuple的一些修改（SFINAE在STL上的一些新用法）还发现了许多编译器上现存的bug。所以，所有的这些STL的工作都间接的优化了编译器，特别是对那些类似STL功能的代码（比如Boost库）。

Q: 编译器有什么新东西？

A: 我们会对这个编译器发布一个最新的功能表，除了自RTM以来的改变：Update 1中部分支持SFINAE表达式和在Update 2中支持变量模板（还有使用STL的is_same_v等等）。然而，变量模板在C1XX和Clang中还是受限的，编译器前端被用来生成实际代码。在Update 2用来智能感应的EDG前端是不支持变量模板的（计划在Update 3中支持）。因此，当使用编译器或STL的变量模板时，IDE界面上会出现红色波浪线来警告。虽然不同寻常，我们还是认为这比人为阻碍C1XX/STL对其支持要更好。

Q: 最近一次STL组赶上C++ Working Paper的计划是什么时候？

A: 2006年，在TR1被加入C++0x之前。

Q: 最近一次你在主版本之外发布STL功能是什么时候?

A: 2008年的SP1，当时我们增加了TR1。

Q: C++17听起来有点超前。你实施这些C++17的STL功能只是实验还是其他什么？

A: 我所做的一切都是支持在产品上使用的。我亲自检查了每一行代码，我确信都很棒。当然，在最终版本发布之前C++ Standardization Committee可以修改C++17中的任何内容，但是已经加入C++ Working Paper里的东西还是基本不会发生变化的。

Q: Community版的VS能使用这些功能吗？

A: 当然了。我们不愿也不能在不同版本的VS上提供不同层次的STL。

Q: STL接下来会有什么变化？

A: 我们接下来会去修复更多的bug，特别是性能方面的。之后，我们会去处理其他的Library Issue，添加更多新功能，并且还会去研究其他的技术规范（现在还没定下来的）。

Q: Update 2的这些功能什么时候能用？

A: 我们还没公开宣布这些功能，但是第一个预览版本中将会包含这些功能这些都是迟早的事情（TM）

Q: 我现在可以使用这些新功能吗？

A: 当然! 我们已经在Visual C++webcompiler上更新了我们当前的开发内容，所以你可以编译示例程序去尝试这新功能。

我会在Update 2预览版发布时下载链接上更新这篇文章，并且会在最终版发布时再更新一次。你现在就可以下载VS 2015 Update 1 的Community版本，这个版本支持上面所有紫色和蓝色表格的内容。

特别感谢Billy O'Neal (@MalwareMinigun)和Steve Wishnousky (@SteveWishnousky)的帮助，我们才能这么快完成这些功能、问题和bug修复。

Stephan T. Lavavej (@StephanTLavavej)

Visual C++ Libraries高级开发工程师

stl@microsoft.com

在VS 2015 Update 2 关于STL已实现C++ 17-so-far的功能

Additional resources