C++ using的用法

using 关键字是 C++11 引入的一项强大特性，它可以用于 类型别名、继承成员 和 别名模板 等不同的场景。在 C++ 中，using 为代码提供了更多的灵活性和可读性。

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1. 类型别名（Type Aliases）

using 可以用来创建类型别名，通常与 typedef 功能相似，但语法上更简洁和直观。

1.1 基本类型别名

using IntPtr = int*;  // 创建类型别名 IntPtr，等价于 int* 类型
IntPtr p = nullptr;   // 使用 IntPtr 作为 int* 类型的别名

• 这里，我们创建了一个 指向整数的指针类型 IntPtr，等价于 int*。
• 这种方式比 typedef 更具可读性，尤其是在复杂类型的情况下。

1.2 复杂类型别名

using StringMap = std::map<std::string, std::string>;
StringMap myMap;  // 使用类型别名 StringMap 来定义一个 std::map

• StringMap 是对 std::map<std::string, std::string> 的别名，使得代码更加简洁和易懂。

1.3 函数指针别名

using Callback = void(*)(int);  // 定义一个函数指针别名 Callback，指向接收 int 参数并返回 void 的函数
Callback func = print;          // 将一个符合签名的函数赋给 func

• Callback 是一个 函数指针类型，指向 接受 int 参数并返回 void 的函数。using 使得这段代码更加简洁易懂。

1.4 模板类型别名

template <typename T>
using Vec = std::vector<T>;  // 创建模板类型别名 Vec，表示 std::vector<T>
Vec<int> numbers;             // 使用 Vec<int> 来定义一个存储整数的向量

• 这里的 Vec 是一个模板类型别名，它简化了 std::vector<T> 的写法，方便代码的书写和维护。

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2. 继承成员（继承类成员）

在 C++ 中，类成员（特别是继承自基类的成员）默认是不可访问的，如果你想让派生类访问基类的某些成员，可以使用 using 来显式地继承基类的成员。

2.1 继承构造函数

class Base {
public:
    Base(int x) { std::cout << "Base: " << x << std::endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    using Base::Base;  // 继承基类的构造函数
    void print() { std::cout << "Derived class" << std::endl; }
};

int main() {
    Derived d(10);  // 调用基类的构造函数
    d.print();
    return 0;
}

• 通过 using Base::Base;，我们显式地 继承了 Base 类的构造函数，这样在派生类中我们就可以直接调用基类的构造函数了。

2.2 继承基类的成员函数

class Base {
public:
    void foo() { std::cout << "Base foo()" << std::endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    using Base::foo;  // 继承 Base 的 foo 方法
    void bar() { std::cout << "Derived bar()" << std::endl; }
};

int main() {
    Derived d;
    d.foo();  // 调用 Base 类的 foo 方法
    d.bar();  // 调用 Derived 类的 bar 方法
    return 0;
}

• using Base::foo; 使得 Derived 类能够访问 Base 类的 foo() 方法。

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3. 别名模板（Alias Templates）

using 可以用来为模板定义别名，使模板的使用更加简洁，尤其是对于泛型编程和标准库类型的使用。

3.1 模板别名

template <typename T>
using Ptr = T*;  // 为指针类型定义别名

int main() {
    Ptr<int> p = nullptr;  // 使用 Ptr<int> 作为 int 类型的指针
}

• Ptr<T> 只是 T* 的别名，简化了指针类型的定义。

3.2 复杂模板别名

template <typename T>
using Map = std::map<std::string, T>;  // 定义一个模板别名，表示以 std::string 为键，T 为值的 map

Map<int> myMap;  // 使用 Map<int> 来定义一个键为 std::string，值为 int 的 map

• Map<T> 是一个模板别名，表示键为 std::string，值为 T 的 std::map。

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4. using 与 typedef 对比

using 和 typedef 都可以用来定义类型别名，但 using 比 typedef 更简洁且更强大，尤其是在模板类型别名中。

4.1 typedef 的用法

typedef int* IntPtr;  // 使用 typedef 创建类型别名 IntPtr，等价于 int* 类型
IntPtr p = nullptr;

4.2 using 的用法

using IntPtr = int*;  // 使用 using 创建类型别名 IntPtr，等价于 int* 类型
IntPtr p = nullptr;

• using 更简洁，且在模板类型别名中表现得更好。

4.3 模板类型别名的对比

typedef：

typedef std::vector<int> IntVector;  // 使用 typedef 创建类型别名

using：

using IntVector = std::vector<int>;  // 使用 using 创建类型别名

• typedef 语法较为繁琐，而 using 使得语法更加简洁。

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5. 总结

• 类型别名：using 让我们可以为复杂类型（如函数指针、模板类型等）创建简洁的别名，提高代码的可读性和可维护性。
• 继承成员：using 关键字可以用来继承基类的构造函数或成员函数，使得派生类能够直接使用这些成员。
• 别名模板：using 在模板类型别名方面比 typedef 更加灵活和简洁，特别是在泛型编程中。
• 与 typedef 的对比：using 语法简洁，特别适用于模板类型别名，已经成为现代 C++ 中推荐的做法。

通过这些功能，using 能够帮助我们在代码中减少冗余，增加灵活性，尤其在处理复杂类型时，能使代码更加简洁明了。