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CLion 中的现代 C++ 支持：新特性

Oleg Zinovyev

现代 C++ 通过诸如编译时计算、零开销抽象和表达性强的模板代码等特性，使先进的高性能技术更加易于使用。但随着代码库的增长，您能否高效地使用这些技术，很大程度上取决于您的工具是否能很好地理解它们。如果没有适当的语言引擎支持，现代 C++ 的特性可能会导致误报、导航中断和自动补全缺失，而不是提高生产效率。

支持这些技术是 CLion 语言引擎构建的核心部分，而且它还在不断改进。在本文中，我们将探讨最近版本中引入的一些最有趣的改进。要获取本文中提到的所有更新，您需要使用 CLion 2026.1 或更高版本，并启用 CLion Nova 引擎。

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C++26 特性

C++26 是一个大型的版本更新，包含数十个新特性，其中包括扩展编译时功能并简化元编程的特性。CLion 现在支持 C++26 的所有特性，除了反射，我们计划在即将发布的 2026.2 版本中实现（CPP-48365）。以下是一些示例：

#embed 预处理指令：该特性允许您在编译时将二进制文件（如图像、图标或编码文本）的内容直接嵌入到源代码中，作为字节数组。

constexpr unsigned char logo[] = {
#embed "logo.png"
};

constexpr std::size_t logo_size = sizeof(logo);

在 C++26 之前，这通常需要外部工具或自定义脚本来将二进制文件转换为 C 数组，然后您需要手动与源文件同步——#embed 去掉了这一步骤。

打包索引：现在您可以使用 pack...[index] 格式，通过元素的索引直接访问参数包中的单个元素，例如 values...[0]、values...[2] 等。

template <std::size_t I, typename... Ts>
constexpr auto element_at(Ts... args) {
   // 使用打包索引访问元素
   return args...[I];
}

以前，提取特定元素需要递归模板特化或辅助工具。现在，它就像索引数组一样简单。

可变参数友元：该特性允许您将模板参数包中的所有类授予友元权限。这在需要一组紧密相关的类型（例如数据结构中的节点）相互访问彼此的私有类成员的模式中特别有用。

template <class... Ts> class X {
   int data = 42;
   friend Ts...;
};

struct A {
   int get(X<A> x) { return x.data; }
};

struct B {
   int get(X<A, B> x) { return x.data; }
};

以前，每个友元关系都必须单独声明，随着类型数量的增加，这变得繁琐。

constexpr 支持的更新

C++ 中的编译时代码功能强大，但调试它通常需要处理晦涩难懂的编译器错误和缺乏上下文。CLion 的最新版本引入了一些功能和改进，使 constexpr 代码的调试和验证变得更加容易。

constexpr 调试器

CLion 2025.3 引入了 Constexpr 调试器 – 这是首个可在 IDE 中逐步调试 constexpr 和 consteval 代码编译时评估的调试器。通过调试器，你可以检查局部变量、导航调用堆栈，甚至可以逐步回退到每个评估阶段。

当常量评估失败时，它特别有用。你无需解读编译器错误，而是可以运行评估直到失败，让 CLion 精确地在出错的位置停止 – 并且可以查看完整的上下文信息。

早期检测 constexpr 评估失败

IDE 现在还提供了一种检查，用于检测 constexpr 评估失败的情况，例如非 constexpr 函数调用或逻辑错误。相应的弹出窗口会显示评估跟踪，帮助你更容易地识别和修复问题。

你还可以通过点击弹出窗口中的“Run evaluation until failure”使用 Constexpr 调试器来更详细地调查问题的原因。Constexpr 调试器将运行并停止在评估失败的位置。然后你可以使用“Step Into”、“Step Over”、“Step Backward”等操作来调试代码。更多内容请参阅文档。

对 constexpr 评估的其他更新

我们扩展了 CLion 的 constexpr 评估功能，以涵盖更广泛的 C++ 构造和特性，包括：

• switch 语句

• 带初始化器的 if 语句

• 结构化绑定

• 简单的默认初始化

• C++20 的默认 operator==

以下示例展示了 CLion 在 operator== 评估失败时的警告：

Constexpr 评估器仍然不支持某些构造。你可以通过相关的 YouTrack 问题跟踪我们的进展，并为对你最重要的问题投票。

新的 GCC 和 Clang 扩展

我们通过添加对以下内容的支持，提高了与编译器特定扩展的兼容性：

嵌套函数：CLion 现在支持 GCC 扩展，用于在 C 代码中其他函数内部定义函数，这对于处理依赖此模式的遗留代码库或嵌入式项目非常有用。

int main(void) {
   int outer_var = 10;

   // 定义嵌套函数
   void nested_function() {
       printf("Inside nested function\n");
       printf("Accessing outer variable: %d\n", outer_var);
   }

   // 调用嵌套函数
   nested_function();
   return 0;
}

_Nullable 和 _Nonnull 限定符：Clang 的指针空值限定符用于指示指针是否可以为 null。解析器现在可以识别这些限定符，因此与 Apple 平台共享的代码或使用 Clang 特定 API 的代码不再产生误报警告或错误的检查。

省略操作数的条件语句：在 GNU C 代码库中，x ?: y 的简写形式，其中中间的操作数被省略，特别有用，可以提供一个备用值而无需重复条件。

指定初始化器范围语法：这是 GCC 的一个扩展，允许你在一个表达式中将数组元素的范围初始化为相同的值，例如 int arr[100] = { [0 ... 49] = 0, [50 ... 99] = 1 };。这种语法在嵌入式和系统开发中非常有用，用于初始化需要数组具有可预测默认值的硬件寄存器映射、查找表或内存映射 I/O 缓冲区。

CLion 的代码辅助和重构功能已进行了多项改进，旨在减少手动清理和重复性工作。这些改进包括更智能的模块导入、能够早期发现常见错误的新检查功能、在非活动代码块中的重构支持，以及自动定义排序功能。

C++20 模块的自动导入

当你使用了一个导出的符号，但对应的导入声明缺失时，CLion 会建议你通过快捷键（Windows 和 Linux 上为 Alt + Enter，macOS 上为 ⌥↩）自动插入该导入声明。

需要注意的是，目前 C++20 模块的自动导入功能仅适用于直接从主模块接口单元和模块分区中导出的符号。

新增的检查功能

我们新增了多项内置检查功能，帮助你保持代码更整洁、更易读。以下是一些示例：

• CLion 现在可以自动检测重复的前向声明，以灰色高亮显示它们，并提供快速修复选项以删除它们，这样你就无需手动查找。你也可以通过快捷键（Windows 和 Linux 上为 Alt+Enter，macOS 上为 ⌥↩）执行此操作。

• 如果你的项目目标为 C++20 或更高版本，并且在不再需要使用 typename 关键字的上下文中使用了它，CLion 会识别这些情况并提供快速修复选项以删除它们。

• IDE 现在可以检测到 C++20 指定初始化器相对于结构体中声明的顺序错误。CLion 会在编辑器中直接高亮显示问题，这样你可以在编译之前立即看到问题。

• 另一个新增的检查功能会在函数的访问级别与它在基类中覆盖的虚函数的访问级别不同时发出警告。例如，基类中的一个公共虚函数在派生类中可以被声明为私有。CLion 帮助你发现这些访问级别不匹配的情况，这些情况通常是无意的，但编译器允许它们。

非活动代码中的代码辅助和重构改进

现在，代码分析、代码补全和本地重构功能在非活动预处理器块中也完全可用，因此你可以无需切换构建配置，直接编辑平台特定的代码。

自动定义排序

CLion 现在可以自动对源文件中的函数定义进行排序，使其与对应头文件中的声明顺序一致。对于一次性修复，可以使用“按声明上下文顺序排序定义”操作来重新排列单个函数、整个文件或整个项目的定义。对于持续监控，可以在 设置 | 编辑器 | 代码样式 | C/C++ | 语法样式 中启用相应的样式选项。CLion 会通过检查标记任何不匹配的情况，你可以通过单击一次鼠标自动修复它们。

编辑命名规则的能力

CLion 现在提供了一个新的“编辑命名规则”对话框，作为改进对 C/C++ 命名规则支持的一部分。要打开这个对话框，请导航至 设置 | 编辑器 | 代码样式 | C/C++ | 命名，然后选择一个规则并点击“编辑”，或者只需双击该规则。

每个命名规则允许使用一种或多种样式，对于每种样式，你可以配置基本的命名模式、前缀和后缀等。

结论

本文中提到的改进功能由 CLion Nova 提供支持，这是 CLion 自定义的 C++ 引擎。非常感谢 C++ 核心团队开发了它！

我们将在后续的发布文章中继续突出显示最有趣的语言引擎更新，敬请期待。

CLionNova

代码分析

constexpr

ConstexprDebugger

cpp26

GCC

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