c++ 学习

Day 01

命名空间

• 三种方式

using std::cout;//全部文件使用的cout来自std

std::cout << "hello" << std::endl;//用的地方指定

using namespace std;//把std所有的命名空间全部引入

• 定义一个命名空间
  
• 07 using声明和using编译指令
  

对C语言增强的地方

• 在c++中，变量可以随用，随定义；C一般要求定义在前面；
• c中对全局变量重复定义，会解释为一个是声明；c++会报错
  
• struct student在c中定义变量要加上struct；在c++中不用（把他当成类处理）直接student s1
  
• 对于函数在c中不写返回值（默认是int），不会报错；c++强制要写
• 在c中可以传多余的参数
• 增加了bool类型
• 三目运算符在c++中可以当左值：返回的值变量的引用
  
• const的增强：针对直接赋值（通过指针，全局变量都不能改，局部变量c可以改，c++改的是临时变量的值，本身没有改）

  • 对const修饰的变量取地址的时候，会分配临时内存（一般来说分配了内存就可以通过指针改，但是这个临时的内存改了没有意义）

  • const前加入关键字external后也会分配内存，（这里通过指针改会报错）

  • 使用变量初始化const的变量可以通过指针修改

  • 自定义的数据类型也可以通过指针修改

  • c中的const可以改（针对直接赋值）
    

  • 编译器看到a就会到文字常量区的符号表找到key值为a的value替代，类似于宏定义，不同的是宏定义是在预处理阶段，const处理是在编译阶段

  • 
    

  • 枚举的增强：c中可以用int表示（含义不清）

引用的基本语法

• int &是引用的数据类型，就是别名；
  

• 通过引用，在函数传参的时候可以用引用做形参接收，回避了传指针的麻烦；
  

• 引用的本质：int *const p（常指针，内容可变，p值不变）

• 引用一定要定义的时候初始化，跟const一样

• 引用的大小和指针一样

• int *const p=&a
  
  

• 有关常指针：数组为例
  

• 引用作为函数的返回值：

• 引用作为返回值，不要返回局部变量的引用

• 如果是在堆上开辟的，或者是static定义的局部变量可以返回

• 函数可以作为左值（如果函数返回值是指针，他也是返回的是数值，不能作为左值，但是引用可以）

• 指针引用

  • 避免了二级指针操作中容易出错
    

• const 修饰引用（可以通过指针修改）
  

  • 引用用在形参上（可以不用开辟新的空间），但是为了防止误操作改变外面的量，可以加上const：
    

内联函数

• 如果反复多次调用一个函数，就会有多次进出栈的操作，为了避免这个开销。引入内联函数
• 内联函数的作用类似于宏函数（但是宏函数不会检查语法错误。，是在预处理阶段做的，没有语法检查的能力）
• 内联函数是编译阶段做的，有语法的检查能力，本质就是在调用处，原处展开。（但是不会无限展开，如果代码量太大，为了避免过于占用内存，还是会进出栈操作，比如在inline里加个1000次的循环），一般用在一两行代码，要反复运行的位置（牺牲空间换时间）
• 成员函数一般都很短，他们都隐藏了关键字inline
  

进入18

函数的默认参数以及占位参数

• 带默认参数
  
• 函数的声明和实现只能有一个有默认参数
• 函数的占位参数：符号重载用
  
• 函数重载（不是复写）
  

• 原理：编译器针对不同的函数，修改了函数名

externC

• 因为c++独有的函数重载机制，编译器会修改函数名（方便找到函数），所以在c++编译器上运行c++代码要加上一下带条件宏定义：
  

c语言的结构体不做类型的检测，完全只是内存大小相同即可，只是检测指针的步长。导致不同的结构体，只要内存分配相同，可以同样传递：

• 例如一个函数要求传入的结构他为person但是另一个结构体dog内存分配与人相同也可以传入该函数。
• c语言中结构体里只能放属性，不能放行为（函数，要函数指针才行）

c++中struct和class区别就是默认权限不同，struct默认public，class默认private（class相比struct增加了权限控制）

Day02

类相关

构造函数和析构函数

• 编译器自动调用

• 编译器自动生成空的无参构造和析构

• 在公共作用域下

• 构造：没有返回值，也不用写void，跟类名写法一样，可以重载

• 析构：函数名前加~

• 拷贝构造函数（就是拷贝一个对象）：传的是同类对象的引用，防止修改要加const

  • 要用&接收，不用的话就是值传递。要新创建对象，就进入了无限的循环
    

• 调用：

  • 括号法：
    
  • 显示法：
    
  • 注意点：
    
  • 隐式法：
    

• 拷贝构造函数的调用时机

  • 当传值的时候，形参就是调用 了拷贝构造函数：Person p=p1（隐式法）
    
  • 以值的方式返回局部对象
    

• 构造函数的调用规则
  
  
  

深拷贝与浅拷贝

• 浅拷贝的时候只拷贝了指针，这样在释放的时候，其他有拷贝构造函数创建出来的对象p2先释放了指针，而本对象p1再释放就会崩溃；解决方法就是深拷贝：

• 重写系统默认的拷贝构造函数（系统只会简单的值拷贝）：
  

初始化列表

• 用来初始化属性
  
  
• explicit关键字使用
  
• new和delete运算符：完成了开辟空间，调用构造函数（赋值），判断的复合工作
  • new
    
    
    区别
    
  • 注意事项：
    
  • 利用new创建数组
    

静态成员

• 为什么要在类外初始化：

  • 因为如果没有创建对象，类里面的代码不会运行；
  • 编译期（分配了空间）
  • 这个时候如果用类名访问就会报错（没有值）
  • 但是私有的静态成员，可以不用赋值，类外通过类名也访问不到，但是可以在类外赋值

• 访问方式
  

• 单例模式：

  • 私有有参构造和拷贝构造
  • 加了作用域：可以视为是在类内部执行的，所以能访问私有构造；

C++对象模型初探-成员变量和成员函数分开存储

this指向被调用成员函数所属的对象

• 编译器编译的时候，把this指针已经加入了：
  
  - 空指针访问成员函数
  • 也可以访问没用用到this 的成员函数；否则会崩溃

常函数和常对象

• 加上关键字mutable
  
• 常对象
  
  • 常对象不能调用普通的成员函数，只能调用常函数。

友元

• 全局函数作为友元函数

  • 在类中用friend关键字+全局函数的声明，就能访问该类内部的私有属性
    

• 友元类

  • 友元类不一定有传递性，可逆性
  • 类内的函数，可以放在类外部实现，加上命名空间就行
    
    同样：

• 同理也可以是指成员函数，作为另一个类的友元；

数组类封装

运算符重载

• 加运算符：分别利用成员函数，和全局函数

• 
  

• 左移运算符重载

  • 要用全局函数实现
    
  • 返回引用是为了链式编程

• 递增运算符重载++

• 前置++：一般放在成员函数，考虑到一直要操作，所以要返回引用，例如：++（++a）
  - - 后置++：返回的是临时变量，本体内部已经记录了；临时变量方法调用完会回收，所以不能返回引用；
  

• 由于后置++产生了临时副本，所以为了效率考虑，推荐日常使用前置++；
  

• 指针运算符重载-智能指针
  

• 赋值运算符重载
  

• []运算符重载

• 关系运算符重载

• 函数调用运算符重载

• 不要重载逻辑与和逻辑或符号：因为没法实现短路的效果
  

Day03

继承和派生

• 语法：class 子类：继承方式：父类
• 继承方式
  
  • protected 子类内可以访问，其他地方不可访问
  • private 只有自己类内可以访问

继承中的对象模型

继承中的构造和析构

• 子类默认走父类的无参构造，但是可以利用初始化列表指定要走的父类构造函数(类似于java中的super)：
  

• 子类不继承父类的构造函数和析构函数，只有父类才知道怎么样构造和析构自己的属性

• 继承中的同名成员处理

• 继承中的同名静态成员处理
  
  

• 多继承的语法
  

• 菱形继承问题以及解决

• 使用虚继承处理两份数据的问题（二义性，浪费内存）
  
  

• 虚继承的内部工作原理剖析

  • 一旦使用了虚继承，那么内部之前绑定的变量就会变成指针，指向一个表，表中的内容就会根据子类是否重写而覆盖

多态相关

-动态联编，通过虚函数实现-

• 多态原理
  
• 多态的好处（计算器案例）
  • 把要干什么和怎么干分开
• 有纯虚函数的类，也叫抽象类
  • 纯虚函数子类一定要重写
  • 纯虚函数跟java的抽象函数类似；
• 虚析构和纯虚析构
• 虚析构：当子类有的属性是创建在堆区上的，那么就要重写析构函数，为了子类delete的时候能够调用到，父类的析构函数应该写成虚析构；
• 纯虚析构和纯虚函数不同：由于父类的析构函数一定会被调用（父类自己也有属性可能在堆区，自己也要释放），所以要有函数体；但是纯虚函数已经=0，所以函数体写在外面；
  
• 纯虚析构 有了之后，也变成了抽象类；
  
• 向上向下类型转换
  
  
• 重写、重载、重定义；
  • 重定义：

泛型编程

模板技术

• 引用传递的时候原名的类型和别名的类型一定要一致，编译器不会自己帮你转（例如char 转 int），但是普通的传递会转
  
• 模板使用：编译器推导出来了也行；推不出来就要指定（比如：函数都没有参数的时候）

• 函数模板和普通函数的区别以及调用规则
  • 区别：
    
    -规则：
    
    
    
• 模板机制
  
  • 函数模板通过传入的T的类型生成了模板函数（编译器内部生成的）
    
  • 模板的局限性以及解决：不能真的针对每一个类型
    
    

类模板

• 与函数模板的区别：

  • 类模板不能使用自动类型推导，必须显示指定
  • 类模板中的类型可以有默认参数（默认什么类），函数模板不行；

• 泛型编程：体现在模板技术；特点是将类型参数化；

• 类模板中的成员函数创建时机

  • 类模板的成员函数，并不是一开始就创建出来的，而是在运行阶段，传入了T的具体类型才创建出来的；

• 类模板作为函数参数
  

• 类模板碰到继承的问题以及解决

  • 子类创建的时候必须要知道父类模板T是什么类型，否则无法给父类分配内存（因为要走子类父类的构造）
  • 如果子类是具体类（不是类模板），那就指定父类T的类型
    
  • 如果子类是类模板，那么把自己的一个泛型交给父类就行：
    

• 类模板的类外实现
  

• 类模板的分文件编写问题以及解决
  

• 类模板碰到友元函数
  

• 类模板案例—数组类封装

  • 需要注意的是，自定义对象的数组初始化前，会先初始化自定义对象（走无参的默认构造0），自定义类里的有参构造会默认删掉无参构造（所以自己手动补上）
    

类型转换-静态类型和动态类型转换

- 自定义类型 支持继承类对象的，指针，引用间的转换；
- 没有继承关系的不支持

• 动态转换（严谨）

  • 不安全或者丢失精度都不让转
    

• 类型转换-常量类型

  • 不允许把非指针或者非引用做const_cast转换（不能把常量转成变量）
    

• 重新解释类型转换（不安全，不建议用）
  
  

Day04

• 异常的基本语法

  • 为什么要有异常：c中的返回值判断有缺陷（可能是异常，也可能是正常值）
    

• 抛出自定义异常：跟java不一样，不用继承exception的父类

• 栈解旋

• 异常的接口声明
  

• 异常变量的生命周期

  • 值的方式接受对象，会调用拷贝构造
    
  • 用引用接受
    

• 用指针接收，匿名对象走完本行没有变量接收就会回收，指针就变成野指针（接收匿名对象的地址没有用）
  

• 异常变量如果抛出有接收的话，在抛出的函数体内创建的对象不会释放(即使是创建在栈上，创建在堆上的更不会)，他的生命周期跑到了catch的函数体里；不像函数返回值（会在本函数结束的时候释放栈里的内容），理解：一个抛字，抛出去了就不规我管了。
  

• 异常的多态使用

  • 继承基类异常，由基类异常的引用接受
    

• 使用C++系统标准异常类

• 编写自己的异常类（继承系统的）

  • char* 不可以直接赋值给string，要通过构造函数string（char*）
    
    
    

• 标准输入流
  

• 理解：cin就是键盘的缓冲区（输入的数据现在缓冲区，cin.get就是在这个缓冲区拿）；同理cout也有缓冲区，endl会刷新缓冲区，并加上\n换行符；

  
  

• 标准输出流

• 格式化输出（成员函数法）
  

  • 控制符法：
    

• 文件的读写

  • 写：
    
  • 读
    
    
    

STL(标准模板库)

STL概述和六大组件

• STL包含container，algorithm，iterator，仿函数，适配器，空间配置器
• 都是理论：
  
• 容器算法迭代器初识
• 就是模板声明：类似java中的集合，列表

-遍历的三种方式：第三种用到里系统的算法要引入algorithm库

string容器

• 隐式类型转换
  
  

vector容器（动态开辟）

• 动态空间并不是直接在后面，而是重新开辟一个，把数据复制过去，原有的空间数据失效；所以vector的capacity≥size；
• resize后vector的capacity过大，缩小的方法
  
• 用reverse预留空间：避免往vector中不停插入数据的同时，系统繁复的开辟空间，复制数据，释放空间：v.reverse(100000)
  
• 逆序遍历
  
• 判断容器是否支持随机访问
  
  
  

deque：两端，方便头部插入/删除；而vector是单端的，要在头部插入，先需要把本身的数据后移；

• 原理：分段连续空间
  
• 迭代器总结：
  
  

Day 05

stack栈容器

• queue队列容器：只能访问到队头和队尾，中间的部分访问不到，所以依然不能遍历（没有迭代器）；
  

• list容器(物理不连续–双向循环链表）
  
  
  
  

• set容器（自动排序），序列式容器

  • key和value同为一个

• multiset允许有重复值
  
  
  

• 对组的声明方式
  

• 判断是否插入成功，返回值也是对组pair（set）；但是mutilset不反回对组
  

• 对于是不能修改里面的元素，所以不能修改排序规则，但是在插入元素之前，可以指定好set的排序规则；

• 仿函数类似于python中的闭包：

• https://www.cnblogs.com/decade-dnbc66/p/5347088.html
  

• map容器
  

• 插入方式：
  
  

• STL容器使用时机
  

• 函数对象（仿函数）：本质是一个类
  
  
  
  

• 谓词

  • 有几个参数就是几元
  • 谓词指的是返回值是bool值
  • lambda表达式
    
    

• 内建函数对象 引入functional头文件
  

适配器（难）

- 函授对象适配器
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181031210915439.png)![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2018103121054477.png)

• 取反适配器
  

• 函数指针适配器（上面都是针对函数对象的，这是针对函数的）
  - 将函数指针适配成函数对象
  

• 成员函数适配器
  
  
  

常用遍历算法

• 遍历：传函数，或传仿函数
• for_each有返回值
  
• transform 容器转移
  
  
  

常用查找算法

• find（针对对象）：找自定义类型，要在自定义类型里面重载==操作符
  

• find_if（针对指针）：自己定义条件：可以用适配器，和仿函数
  

• adjacent_find
  

• binary_search:需要有序序列才能用

• count

• count_if(按条件统计，回调或者仿函数的返回值是bool)

常用排序算法

• merge：把两个有序的合并
  

• sort：
  

• random_shuffle:随机打乱

• reverse
  

常用的拷贝和替换算法

• copy
• replace
• replace_if
• swap
  

常用算数生成算法

• accumulate
  
• fill
  
  

常用集合算法

• set_intersection
  

• set_union

• set_difference：A与B的差集，和B与A的差集不一样