Posted by QA式语言迁移学习
from Python3 to C++17
本文用Question-Answer这种一问一答的方式，让一个熟悉Python3开发的人，快速上手C++17，找到相同思想在新语言中的最佳实践 ( best practice )，以及新特性下需要避免的写法。
这里我们用Python和C++做个例子，相对熟悉的两种语言。
Q: C++是动态类型，我需要标注每一个变量类型吗？
不一定。使用auto和decltype。C++需要每一个变量在编译期有确定的类型（除了void*）。如果编译器在上下文能推断出类型，用auto类型就可以了。
auto a =3;
decltype(e)可以取变量e的类型，用于填写模版或声明变量和函数。
decltype(auto)是C++14新增的类型指示符，可以用来声明变量以及指示函数返回类型。
当decltype(auto)被用于声明变量时，该变量必须立即初始化。假设该变量的初始化表达式为e，那么该变量的类型将被推导为decltype(e)。也就是说在推导变量类型时，先用初始化表达式替换decltype(auto)当中的auto，然后再根据decltype的语法规则来确定变量的类型。
decltype(auto)也可以被用于指示函数的返回值类型。假设函数返回表达式e，那么该函数的返回值类型将被推导为decltype(e)。也就是说在推导函数返回值类型时，先用返回值表达式替换decltype(auto)当中的auto，然后再根据decltype的语法规则来确定函数返回值的类型。
Q: 我需要为每一个类型写一个函数么，重复工作啊！以及，如何判断参数类型以执行分支，像isinstance(obj,class)一样？
Python的变量是一个名字（标识符,identifier），而C++的变量同时有名字和类型。类型是函数签名的一部分，不同的签名是不同的函数。C++的函数重载（Python没有函数重载）和函数模板在编译时批量生成"同名函数"，并根据传参类型调用具体的一个；虚函数、继承和dynamic_cast则在运行时选择同名函数。
或者，使用宏，在编译前选择函数或类型。
基于模板和函数重载的：
- decltype可以取变量的类型，用于填写模版。
- 模版可以接受类型做为参数，根据实际出现的函数调用，填写"模板"生成一组同名函数。
- 折叠表达式…可以让模板生成参数量可变的函数。
- 函数重载（Python没有的特性）允许依据参数类型调用不同函数。模板相当于自动生成的重载函数的机制。
基于继承树的：
- 基类虚函数。从基类指针调用成员函数时，会根据实际指向的基类或子类值，调用基类或子类的同名函数。
- dynamic_cast在运行时尝试从基类指针(引用)转化为子类的。有失败的可能。额外的性能代价。
基于宏的：
- 条件编译：在编译前根据宏替换一些字符串。这样，程序中的变量的实际类型可以变化。比如，int32和int64。
Q: 容器类型在哪里，List, Dict 和Tuple?
C++的STL有容器类(container)，配合迭代器(iterator，比Python里的iterator… … 更严肃？)和算法(Algorithm) 使用。以下tuple,string,get,tie,ignore,tuple_element均在命名空间std里，using namespace std;。
std::vector
同类元素，数字索引，长度自动增长。
vector<int> vec {1,2,3};
vec.push_back(4);
std::map<T_key,_value>
map<string,int>d {
{"a":1},
{"b":2}
};
d["c"]=3;
std::tuple<T…>
异类元素，定长。
typdef tuple<int,float,string> MyTuple;
MyTuple t {1,1.0,"vvv"};
cout<<get<0>(t);//1
int a;
string c;
float b = get<float>(t);
tuple_element<0,MyTuple>::type b2 = get<1>(t);
int tuple_length = tuple_size<MyTuple>::value; // 3
Q: 那么元组拆包呢？用作函数调用？
用tie和ignore做元组拆包
tuple<int,float,string> t {1,1.1,"aaa"};
int a;
string c;
tie(a,ignore,c) = t;
tuple_cat(t0,t1)拼接元组
forward_as_tuple(T…)组装forward元组
从参数建立一个包含引用的元组。If the arguments are temporaries, forward_as_tuple does not extend their lifetime; they have to be used before the end of the full expression.
尤其用于配合apply函数传参，forward会保留rvalue属性。
apply用元组做参数调用函数
The tuple need not be std::tuple, and instead may be anything that supports std::get and std::tuple_size; in particular, std::array and std::pair may be used.