C++ 杂记

代码记录

随机 ID 生成函数

根据高分辨率的时钟为种子，生成指定长度的随机 ID 的函数

// 生成指定长度的随机 ID
std::string randomId(size_t length) {
  using std::chrono::high_resolution_clock;
  static thread_local std::mt19937 rng(
    static_cast<unsigned int>(high_resolution_clock::now().time_since_epoch().count()));
  static const std::string characters(
    "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
  std::string id(length, '0');
  std::uniform_int_distribution<int> uniform(0, int(characters.size() - 1));
  std::generate(id.begin(), id.end(), [&]() { return characters.at(uniform(rng)); });
  return id;
}

1	using std::chrono::high_resolution_clock; // 这行代码引入了 `std::chrono::high_resolution_clock`，这是一个用于测量时间的标准库类。

1 2	static thread_local std::mt19937 rng( static_cast<unsigned int>(high_resolution_clock::now().time_since_epoch().count()));

这行代码定义了一个静态局部变量 rng，它是一个 std::mt19937 类型的伪随机数生成器。通过使用当前时间的高分辨率时钟的计数作为种子，我们创建了一个每次函数调用时都会生成不同随机数序列的生成器。

1 2	static const std::string characters( "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz");

这行代码定义了一个静态常量字符串 characters，它包含了用于生成随机 ID 的字符集。它包括数字、大写字母和小写字母。

1	std::string id(length, '0');

这行代码创建了一个名为 id 的 std::string 对象，长度为 length，并将其初始化为由字符 '0' 组成的字符串。

1	std::uniform_int_distribution<int> uniform(0, int(characters.size() - 1));

这行代码定义了一个均匀分布的整数生成器 uniform，它生成范围在 0 到 characters.size() - 1 之间的整数。

1	std::generate(id.begin(), id.end(), [&]() { return characters.at(uniform(rng)); });

这行代码使用 std::generate 算法，将随机选择的字符填充到 id 字符串中。generate 函数接受一个范围（由 id.begin() 和 id.end() 表示），并使用 lambda 表达式作为生成器函数。lambda 表达式使用 characters 字符串和 uniform(rng) 生成的随机索引来填充字符。

知识点

std::holds_alternative<std::string>(data) 是一个类型检查的表达式，用于检查给定的变量 data 是否包含 std::string 类型的值。

std::holds_alternative 是 C++ 标准库中的一个函数模板，它的作用是判断给定的变量是否包含指定的类型。

std::promise<void> 是 C++标准库中的一个模板类，用于提供一种机制，允许一个线程在某个时间点产生一个值（或异常），并使其他线程能够等待并获取该值（或异常）。

wsPromise 是 std::promise<void> 类型的实例。这意味着它是一个用于产生 void 类型值的 promise 对象。

std::promise 类提供了两个主要操作：set_value() 和 set_exception()。通过调用 set_value()，可以在 promise 对象上设置一个值（在这种情况下，是 void 类型的值），然后通过调用 get_future() 获得一个与该 promise 相关联的 std::future 对象，其他线程可以通过该 future 对象等待并获取该值。

以下是一个简单的示例，展示了如何使用 std::promise<void> 和相关的类来实现线程间的同步：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>

void worker(std::promise<void>& promise) {
  // 模拟一些耗时的工作
  std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));

  // 工作完成后，设置 promise 的值
  promise.set_value();
}

int main() {
  std::promise<void> wsPromise;
  std::future<void> wsFuture = wsPromise.get_future();

  // 创建一个工作线程，并传递 promise 作为参数
  std::thread workerThread(worker, std::ref(wsPromise));

  // 等待工作线程完成
  wsFuture.wait();

  std::cout << "Worker thread finished." << std::endl;

  workerThread.join();

  return 0;
}

在上述示例中，worker() 函数是一个工作线程执行的函数。它接受一个 std::promise<void> 对象作为参数，并通过调用 set_value() 来设置该 promise 对象的值。主线程使用 get_future() 获取与 promise 对象相关联的 std::future 对象，并使用 wait() 函数等待工作线程完成。一旦工作线程完成并设置了 promise 的值，主线程将继续执行。

需要注意的是，std::promise 和 std::future 提供了一种线程间通信的机制，其中一个线程通过 promise 设置值，而另一个线程通过 future 等待并获取该值。

std::promise 类中的 set_exception() 函数用于在 promise 对象上设置一个异常，以通知与之关联的 std::future 对象所在的线程。

当某个线程调用 set_exception() 函数并提供一个异常作为参数时，与该 promise 对象关联的 std::future 对象上的等待操作将会收到该异常（通过 std::future 对象的 get() 函数或 wait() 函数调用时抛出）。

以下是一个示例，展示了如何使用 std::promise 的 set_exception() 函数来传递异常：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <stdexcept>

void worker(std::promise<int>& promise) {
  try {
    // 模拟一些工作
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));

    // 抛出一个异常
    throw std::runtime_error("Something went wrong.");

    // 设置 promise 的值（这行代码不会执行）
    promise.set_value(42);
  } catch (...) {
    // 捕获异常，并通过 promise 设置异常
    promise.set_exception(std::current_exception());
  }
}

int main() {
  std::promise<int> wsPromise;
  std::future<int> wsFuture = wsPromise.get_future();

  // 创建一个工作线程，并传递 promise 作为参数
  std::thread workerThread(worker, std::ref(wsPromise));

  try {
    // 等待工作线程完成
    int result = wsFuture.get();
    std::cout << "Worker thread finished with result: " << result << std::endl;
  } catch (const std::exception& ex) {
    std::cout << "Worker thread threw an exception: " << ex.what() << std::endl;
  }

  workerThread.join();

  return 0;
}

在上述示例中，worker() 函数模拟一个工作线程执行的工作。在这个例子中，工作线程抛出了一个 std::runtime_error 异常，然后通过 set_exception() 函数将异常传递给与 promise 对象关联的 std::future 对象。主线程使用 get() 函数获取 std::future 对象上的值时，如果工作线程抛出了异常，get() 函数将重新抛出该异常，然后可以在主线程中捕获并处理该异常。

总而言之，set_exception() 函数允许在 promise 对象上设置异常，以便将异常传递给与之关联的 std::future 对象所在的线程，从而实现线程间的异常传递和处理。

std::cin.ignore() 是 C++标准库中 std::cin 流的成员函数之一。它的作用是忽略输入流中的字符。

std::cin.ignore() 函数通常与 std::cin 结合使用，用于清除输入缓冲区中的字符，以便接下来的输入操作不会受到之前输入的影响。

该函数可以在两种形式下使用：
1. std::cin.ignore()：调用函数时不传递参数。它会忽略输入流中的下一个字符，无论是换行符、空格符还是其他字符。
2. std::cin.ignore(n, delim)：调用函数时传递两个参数。其中，n 是要忽略的字符数，delim 是可选的定界符（默认为换行符）。
  - 如果提供了 n，则会忽略输入流中的前 n 个字符。
  - 如果同时提供了 n 和 delim，则会忽略输入流中的字符，直到遇到定界符 delim 为止。
这些函数在某些情况下很有用，例如当需要清除输入缓冲区中的残留字符时，或者在读取不同类型的数据之前需要忽略一些字符。
部分 C 语言库，在 c++文件中使用需要用 extern "C"{} 的形式包裹起来，否则编译链接时会找不到库中函数的实现，例如 FFmpeg 库中的库：

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extern "C" {
  #include <libavcodec/avcodec.h>
  #include <libavcodec/packet.h>
  #include <libavformat/avformat.h>
}