c++基础知识汇总(三)计算机与编译原理 | static与const | 内联与虚函数 | sizeof
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一、CPU的总线
1.1 32位与64位
1.2 总线类型
1.3 32与64下的内存
二、static与const
2.1 什么是static?
2.2 const
2.3 指针与const的关系
四、虚函数|类|父类
4.1 内联
4.2 虚函数
4.3 虚函|内联
4.4 静态函数
4.5 几种存储方式
五、sizeof(int)在什么过程中出结果
5.1 sizeof数据类型
5.2 sizeof 结构体
5.3 sizeof union
5.4 sizeof数组
5.5 sizeof指针
5.6 sizeof 函数
一、CPU的总线
1.1 32位与64位
32位CPU与64位CPU指的是什么？
指的数据总线。
https://www.cnblogs.com/wtch519361/p/5278343.html
64位数据总线一次就能取出64bit的数据，8位数据总线的CPU一次只能取出8bit的数据
CPU总线，是PC系统中最快的总线，也是芯片组与主板的核心。这条总线主要由CPU使用，用来与高速缓存、主存和北桥（或MCH）之间传送信息。
来自
1.2 总线类型
的数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus），也统称为系统总线，即通常意义上所说的总线。
- 数据总线（Data Bus）：在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的数据。
- 地址总线（Address Bus）：用来指定在RAM（Random Access Memory）之中储存的数据的地址。
- 控制总线（Control Bus）：将微处理器控制单元（Control Unit）的信号，传送到周边设备。
- 扩展总线（Expansion Bus）：外部设备和计算机主机进行数据通信的总线，例如ISA总线，PCI总线。
- 局部总线（Local Bus）：取代更高速数据传输的扩展总线。
来自
1.3 32与64下的内存
除了long和void之外
Int,double,float的内存占用没有变化
具体内容:
http://www.unix.org/whitepapers/64bit.html
二、static与const
2.1 什么是static?
静态变量（Static Variable）在计算机编程领域指在程序执行前系统就为之静态分配（也即在运行时中不再改变分配情况）存储空间的一类变量。
| 存储类名 |
生命周期 |
作用域 |
| extern |
静态（程序结束后释放） |
外部（整个程序） |
| static |
静态（程序结束后释放） |
内部（仅翻译单元，一般指单个源文件） |
| auto,register |
函数调用（调用结束后释放） |
无 |
定义全局变量前，加上关键字static，该变量就被定义成了一个静态全局变量.
特点:
- 该变量在全局数据区分配内存.
- 初始化:如果不是显示初始化，那么将被隐式初始化为0.
- 访变量只在本文件可见,即应该为定义之处开始到本文件结束.
程序在内存中一般分为四个区域:
- 代码区
- 全局数据区
- 堆区
- 栈区
一般程序由new产生的动态数据放在堆区,函数内部的自动变量放在栈区.自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静态局部变量)都存放在全局数据区.因此它们并不会随着函数的退出而释放空间.
static int n;//定义静态全局变量
改为: int n;//定义全局变量
相关问题与理解
在C语言中，关于静态变量的说法，正确的是（ ）。
- 静态变量和常量的作用相同(错误，静态变量表示内存区中固定位置的变量)
- 函数中的静态变量,在函数退出后不被释放（正确）
- 静态变量只可以赋值一次,赋值后则不能改变（错误，静态变量只是内存区中的位置不能改变）
- 静态全局变量的作用域为一个程序的所有源文件（错误，只是当前程序文件，想要扩展带所有需要加extern修饰）
解析：
正确答案选第二个，静态变量在函数退出后不会被释放。因为静态变量是程序执行之前系统就静态分配的变量了。
作用域为当前文件，从定义/声明位置到文件结尾。动态全局变量可以通过extern关键字在外部文件中使用，但静态全局变量不可以在外部文件中使用。静态全局变量相当于限制了动态全局变量的作用域。
静态变量并不是说其就不能改变值，不能改变值的量叫常量。 其拥有的值是可变的 ，而且它会保持最新的值。说其静态，是因为它不会随着函数的调用和退出而发生变化。即上次调用函数的时候，如果我们给静态变量赋予某个值的话，下次函数调用时，这个值保持不变。
static在类内初始化还是类外初始化？
在C++中，类的静态成员（static member）必须在类内声明，在类外初始化，像下面这样。
class A
{
private:
static int count; // 类内声明
};为什么？因为静态成员属于整个类，而不属于某个对象，如果在类内初始化，会导致每个对象都包含该静态成员，这是矛盾的。
2.2 const
const是一个C语言（ANSI C）的关键字，具有着举足轻重的地位。它限定一个变量不允许被改变，产生静态作用。使用const在一定程度上可以提高程序的安全性和可靠性。另外，在观看别人代码的时候，清晰理解const所起的作用，对理解对方的程序也有一定帮助。
加了const修饰必须在一开始就初始化值，下面代码编译时候就会报错，因为没有定义时就初始化值；
const int a;
a = 10;下面代码编译的时候就会报错，因为const的值被更改了。
const int a=10;
cin >> a;2.3 指针与const的关系
1）指针指向的变量的值不能变，指向可变
int x = 1;
int y = 2;
const int* px = &x;
int const* px = &x; //这两句表达式一样效果
px = &y; //正确，允许改变指向
*px = 3; //错误，不允许改变指针指向的变量的值2）指针指向的变量的值可以改变，指向不可变
int x = 1;
int y = 2;
int* const px = &x;
px = &y; //错误，不允许改变指针指向
*px = 3; //正确，允许改变指针指向的变量的值3）指针指向的变量的值不可变，指向不可变
int x = 1;
int y = 2;
const int* const px = &x;
int const* const px = &x;
px = &y; //错误，不允许改变指针指向
*px = 3; //错误，不允许改变指针指向的变量的值四、虚函数|类|父类
以下描述正确的是（ ）？
- 虚函数是可以内联的，可以减少函数调用的开销，提高效率(错误，指针调用的时候，类不确定，所以虚函数不内联)
- 类里面可以同时存在函数名和参数都一样的虚函数和静态函数（静态函数文件之外的函数可以与静态函数重名，但是文件只能的函数不能与静态函数重名，调用时候无法调用，存在二义性）
- 父类的析构函数是非虚的，但是子类的析构函数是虚的，delete子类对象指针会调用父类的析构函数
- 选项都不对
解析：正确选项为C，删除子类后，会调用子类的析构函数，子类的析构函数是虚函数，因此往上寻找父类，调用了父类的析构函数。
4.1 内联
在计算机科学中，内联函数（有时称作在线函数或编译时期展开函数）是一种编程语言结构，用来建议编译器对一些特殊函数进行内联扩展（有时称作在线扩展）。
inline？Inline function。即可以理解为编译器直接讲函数编译到程序之中，而不是去调用。
4.2 虚函数
https://baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E5%87%BD%E6%95%B0/2912832?fr=aladdin
通过基类中virtual修饰的函数。在派生类中重新定义的成员函数。
用法格式为：virtual 函数返回类型 函数名（参数表） {函数体}；实现多态性，通过指向派生类的基类指针或引用，访问派生类中同名覆盖成员函数。
虚函数具有多态性。以不同的策略实现不同的方法。
简单地说，那些被virtual关键字修饰的成员函数，就是虚函数。虚函数的作用，用专业术语来解释就是实现多态性（Polymorphism），多态性是将接口与实现进行分离；用形象的语言来解释就是实现以共同的方法，但因个体差异，而采用不同的策略。
虚函数实例
class A
{
public:
void print()
{
cout << "This is A" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void print()
{
cout << "This is B" << endl;
}
};
int main()
{
A a;
B b;
A *ptr_a = &a;
B *ptr_b = &b;
a.print();
b.print();
ptr_a->print();
ptr_b->print();
int end; cin >> end;
return 0;
}输出：
This is A
This is B
This is A
This is B如果将main函数改为下面这样：
int main()
{
//main2
A a;
B b;
A *p1 = &a;
A *p2 = &b;
p1->print();
p2->print();
a.print();
b.print();
int end; cin >> end;
return 0;
}
输出就为
This is A
This is A
This is A
This is B为什么会这样？直接用类就会调用当前类内的函数，用指针就调用父类的函数。
使用类的引用或指针调用虚函数时，无论虚函数什么时间被调用，它都不能是内联的（因为虚函数的调用在运行时确定，这样就会调用父类）；
但是，使用类的对象调用虚函数时，无论虚函数什么时间被调用，它都可以是内联的（因为在编译时编译器知道对象的确定类型）
为了避免这个问题，所以就实现了虚函数，在每次继承中都需要重新初始化。
class A
{
public:
virtual void print(){cout<<"This is A"<这样无论如何都能输出：
This is A
This is B
This is A
This is B解析：基类中函数定义为虚函数，则派生类中函数自动定义为虚函数，每次派生类中都需要重新定义。
4.3 虚函|内联
https://blog.csdn.net/shuangshuang37278752/article/details/38875351
虚函数用于运行时多态或晚绑定或动态绑定，内联函数用于提高程序的效率，内联函数的思想：无论内联函数什么时间被调用，在编译时，内联函数的代码段都可以在被替换或插入，当一些小函数在程序中被频繁使用和调用时，内联函数变得十分有用。
类内部定义的所有函数（虚函数除外）都被隐式或自动认为是内联的
使用类的引用或指针调用虚函数时，无论虚函数什么时间被调用，它都不能是内联的（因为虚函数的调用在运行时确定）；
但是，使用类的对象调用虚函数时，无论虚函数什么时间被调用，它都可以是内联的（因为在编译时编译器知道对象的确定类型）
所以，虚函数不同条件下是否内联不确定，但是是可以内联的。类内调用可以内联。
4.4 静态函数
https://baike.baidu.com/item/%E9%9D%99%E6%80%81%E5%87%BD%E6%95%B0/5644260
全局函数：在类外声明static函数的话，相当于一个全局函数，由于由于 static 的限制，它只能在文件所在的编译单位内使用，不能在其它编译单位内使用。
静态函数：需要出现在类中，函数调用的结果不会访问或者修改任何对象（非static）数据成员，这样的成员声明为静态成员函数比较好。它为该类的公用变量，在第一次使用时被初始化，对于该类的所有对象来说，static成员变量只有一份。
静态函数特点：
<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突
<2> 静态函数不能被其他文件所用。
内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。
4.5 几种存储方式
存储说明符auto，register，extern，static，对应两种存储期：
自动存储期和静态存储期。 auto和register对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立，它在该程序块活动时存在，退出该程序块时撤销。
关键字extern和static用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态存储持续期（static storage duration），或静态范围（static extent）。虽然他的值在函数调用之间保持有效，但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。
五、sizeof(int)在什么过程中出结果
编译的阶段,编译,链接,运行?
它在编译时候的运算符号.在Pascal 语言与C语言中，对 sizeof() 的处理都是在编译阶段进行。
解析:
https://www.cnblogs.com/huolong-blog/p/7587711.html
5.1 sizeof数据类型
short、int、long、float、double,不同操作平台上结果不一样
5.2 sizeof 结构体
结构体内需要字节对齐,以加快计算机的取数速度.所以,结构体以填充字节的形式来实现字节对齐.保证让宽度为2的基本数据类型（short等）都位于能被2整除的地址上，让宽度为4的基本数据类型（int等）都位于能被4整除的地址上. 空结构体（不含数据成员）的sizeof值为1
1） 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除。
2） 结构体的每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）。
3） 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员后加上填充字节（trailing padding）。
struct S1
{
char a;
int b;
};
sizeof(S1); //值为8，字节对齐，在char之后会填充3个字节。
struct S2
{
int b;
char a;
};
sizeof(S2); //值为8，字节对齐，在char之后会填充3个字节。
struct S3
{
};
sizeof(S3); //值为1，空结构体也占内存5.3 sizeof union
是union中的内存的最大值。共用体和结构体都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, 共用体只存放了一个被选中的成员。
例如：
union u
{
int a;
float b;
double c;
char d;
};
5.4 sizeof数组
返回数组的大小。
如果数组是char a[10]，这种，sizeof返回10
但是如果是 char a[]="123",需要把结尾的\0 考虑上，返回值是4
对于函数的形参，则返回指针的大小。例如：
void func(char a[3])
{
int c = sizeof(a); //c = 4，因为这里a不在是数组类型，而是指针，相当于char *a。
}
void funcN(char b[])
{
int cN = sizeof(b); //cN = 4，理由同上。
}
sizeof(u); //值为85.5 sizeof指针
指针为地址总线的宽度。比如32位机中为4， 64位机中，还是4吗？
char *b = "helloworld";
char *c[10];
double *d;
int **e;
void(*pf)();
cout << "char *b = /"helloworld / " " << sizeof(b) << endl;//指针指向字符串，值为4
cout << "char *b " << sizeof(*b) << endl; //指针指向字符，值为1
cout << "double *d " << sizeof(d) << endl;//指针，值为4
cout << "double *d " << sizeof(*d) << endl;//指针指向浮点数，值为8
cout << "int **e " << sizeof(e) << endl;//指针指向指针，值为4
cout << "char *c[10] " << sizeof(c) << endl;//指针数组，值为40
cout << "void (*pf)(); " << sizeof(pf) << endl;//函数指针，值为45.6 sizeof 函数
相当于求函数的返回值，不能求void函数的值。且函数不会被调用。
float FuncP(int a, float b)
{
return a + b;
}
int FuncNP()
{
return 3;
}
void Func()
{
return;
}
int main()
{
cout << sizeof(FuncP(3, 0.4)) << endl; //OK，值为4，sizeof(FuncP(3,0.4))相当于sizeof(float)
cout << sizeof(FuncNP()) << endl; //OK，值为4，sizeof(FuncNP())相当于sizeof(int)
/*cout<> end;
return 0;
}