C++回炉重造

本文目录

• 关于函数
• 类与对象
• Visual Studio的使用
• 数据结构
• 编程中要注意的一些小问题
• 手动编译
• 小技巧
• 疑难杂症

getch()与getchar()的区别
getchar跟getline比较类似，我们输入一串字符串，然后回车，它才开始处理。它将回车识别为换行符\n；
getch是每按下一个按键就会处理一次，也就是不是从输入缓冲区读取的数据。它将回车识别会回车符\r。因此getch可以用来实现输入密码时的文本隐藏，而getchar不行。

使用高版本VS编译时经常遇到的各种C4996提示
strcat跟strcpy：存在缓冲区溢出等问题，没有检查结果会不会超长，完全信任程序员，容易翻车，因此改用strcat_s和strcpy_s，增加一个参数指定目标存储空间的长度，如果超过拷贝字符数量就会报错（参考链接1，参考链接2）：

char szBuf[3] = {0};
// 拷贝一个长度超过dst的容量的字符串
strcat(szBuf, "kdfdfj");  // 不会报错，可能影响其他程序使用的数据
strcat_s(szBuf, 3, "kdfdfj");  // 指明szBuf的长度为3，如果src长度超过3就会报错，因此这里会报错

getch：微软决定把一些函数名称让给程序员，为了不覆盖掉原来的库函数，C++自带的部分库函数加上了下划线，比如_getch，于是我们就可以写一个自己的getch函数，而不会互相冲突。_getch跟原来的getch接口、功能都是一样的，只是换了个名字。

cout和printf的格式控制

setw对接下来的一个内容设置输出宽度

using关键字

// 之前用typedef定义链表结点类型
typedef struct LinkNode {
	elemType data;
	struct LinkNode* next;
};

// 不过去掉typedef在VS2019中也能正常工作，不是很懂
struct LinkNode {
	elemType data;
	struct LinkNode* next;
};

// 尝试过这样写，会报错，没看很懂，貌似编译器认为using里的LinkNode跟struct里的
// LinkNode是两个东西，所以重定义了，不行
using LinkNode = struct {
	elemType data;
	struct LinkNode * next;
};

// 用这种写法就没有问题了，右边是一个完整的struct声明
using LinkNode = struct _LinkNode{
	elemType data;
	struct _LinkNode* next;
};

// struct的后面一定要有一个标识符，就是定义了一个结构类，这个类的名字。不管前面有没有
// using，这个标识符是可以直接用在正文里头的，所以它也不能跟其他struct声明同名

offsetof函数用于计算成员在对象中的偏移量(字节)，利用这个函数我们可以用寻址的方式，已知struct的起始地址就能找到某个数据成员的地址，也可以反过来已知数据成员的地址找到struct的起始地址，参考链接

多文件编译
VS多文件编译老是出重定义问题，查了一下，根据参考链接，#define的作用域仅仅是单个.cpp，而不是全局所有的.cpp文件，所以在单个cpp或.h文件里多次#include同一个头文件能如预期的只编译一次，但多个.cpp文件都#include同一个头文件时，这样会出问题。问题是类外定义的非static及非inline函数还是会报LNK200: xx函数已经在yy.obj中定义。参考链接的作者给出的解决方案是：在头文件中只进行声明，在一个同名的.cpp文件中再写定义，我还不知道为什么这样就会有效，也还没有去尝试，先写在这里

关于函数

函数调用必须在函数块里，不能在全局作用域里面调用，那样只会被当做是在声明函数。

当我们在多个cpp文件里声明了多个函数，又不想让A文件看到B文件里的函数，因为这样可能会触发重命名错误，此时可以用static关键字修饰函数（放在最前面），表示这个函数只有本文件可以调用，其他文件看不到这个函数。

类与对象

关于访问权限：
public：无限制，在哪里都可以访问
private：只在自己类的内部可以访问（当然也可以通过友元）
protected：跟private的唯一区别是在子类的内部也可以访问父类的protected成员

C++的访问控制是类层面的(class-level), 而不是对象级别的(object-level)，在类的成员函数内部可以访问同类实例的私有数据成员，而不用考虑具体是哪个实例（参考链接）。在类内定义运算符重载函数时，可以访问同类的另一个实例的私有数据成员，而不能访问不同类的另一个实例的私有数据成员，就是这个原因：

// 规则：
// 一斤牛肉：2斤猪肉
// 一斤羊肉：3斤猪肉
Pork Cow::operator+(const Cow &cow)
{
	int tmp = (this->weight + cow.weight) * 2;
	return Pork(tmp);
}

Pork Cow::operator+(const Goat& goat)
{
	// 不能直接访问goat.weight
	//int tmp = this->weight * 2 + goat.weight * 3;
	int tmp = this->weight * 2 + goat.getWeight() * 3;
	return Pork(tmp);
}

当创建继承自父类A的子类对象B时, 构造函数的调用顺序：
B的静态数据成员的构造函数 -> A的构造函数 -> B的非静态数据成员的构造函数 -> B自己的构造函数

Visual Studio的使用

if语句块最好加上花括号，有时候虽然觉得只有一个语句不需要加，但是出问题的时候要debug，直接在语句块里写下了调试语句，却忘记补上花括号，就会导致运行结果不合预期，而且要想半天才能想起来是这个问题

在新版VS中，“win32控制台应用程序"合并到"Windows桌面向导"里头了，进去之后选择"控制台应用程序”，勾选"空项目"，就跟旧版的一样了

调试功能
逐语句是一个一个语句执行，在遇到函数的时候会进入函数继续逐语句执行，类似ipdb的s命令；
逐过程是在当前界面上一个一个语句执行，遇到函数的时候一次就过去了，不会进到函数里面，类似ipdb的n命令；
跳出是直接走到函数返回的位置，类似ipdb的r命令

调试——窗口——调用堆栈，可以在出现异常时看到类似python的traceback的信息，方便查错

在保存VS项目后重命名项目目录，再次打开会出现所有文件都提示找不到，打开失败的情况，此时需要在"解决方案资源管理器"（一般在最右边）中右击解决方案——重新生成解决方案，即可自动更新路径，问题解决。

关于模板

模板的作用域是一个块，也就是一个函数定义或者类定义，后面就无效了，需要再声明一次模板参数
<<运算符声明时在<<后为何要多写一个（代码见下）？详见C++中模板类使用友元模板函数

#include 
using namespace std;

template < typename T >
class A
{
    friend ostream &operator<< < T >( ostream &, const A< T > & );
 };

template < typename T >
ostream &operator<< ( ostream &output, const A< T > &a )
{
    output << "重载成功" << endl;
    return output;
 }

数据结构

事先说明，以下插入删除下标均从0开始。
（可能不准确，待核验）对于插入删除这种需要定位到待处理元素的前一个元素的操作，while循环的表达式为while(p->next)，从头结点开始循环，计数值从0开始；而对于查找这种需要正好定位到那个元素的操作，while循环的表达式为while(p)，从头结点的下一个结点开始循环，计数值也从0开始。

一般要有两个struct类，一个是基本存储单元（如链表中的结点），一个负责统领整个数据结构（比如队列需要一个保存着头尾指针的struct）。在链表中链表的基本存储单元跟头结点可以用同样的结构，所以看起来就像只需要一个struct类，但这只是特例，链式队列的结点跟统领的结构就不一样了。需要注意的是，基本函数传参时不是传struct类，也不是struct类的指针，而是struct类的指针的引用，举个例子，如果是要在函数里new，只传指针的话就是形参进行了new操作，实参其实并没有指向新开辟的存储单元，这样就会有问题。
数据结构初始化时记得统领指针自己本身也是需要new的，我经常忘记这一步，结果就变成一直在空指针上操作。
（后记：顺序表、堆这样的顺序存储结构好像都是传的结构体的引用，没传指针的引用，还没搞清楚）

插入元素的时候，像链表、树这样的数据结构，元素都是new出来的，所以传结点的时候参数一定是Node*类型。

delete之后指针所指的存储空间并不是无法访问，只是数值变成了随机值，还是可以像正常的情况那样做一些赋值操作，但这样的操作是非法的，delete之后指针应尽快赋回NULL，以防节外生枝。

如果在写代码的时候提示“取消对空指针的引用”，那很有可能是把判断指针为空的条件写反了，比如把if(node)写成了if(!node)

编程中要注意的一些小问题

头文件里不要写using namespace xxx;，参考链接

手动编译

gcc、g++、make、cmake的相互关系：gcc跟g++编译单个文件，make根据我们写的makefile编译一批文件，cmake根据我们写的CMakeLists.txt生成makefile，因此小项目用gcc或g++就够了，大一点的项目用make，更复杂的项目就要cmake跟make一起上了。
首先复习一下编译和链接的关系：看这里。编译是把我们自己写的代码转换成二进制目标文件.o或.obj，链接是将所有的目标文件以及系统组件组合成一个可执行文件.exe。

将cpp编译成可执行文件
举个简单的例子比较一下，单个函数main.cpp计算阶乘：

#include  
#include  
#include 

int factorial (int n) 
{ 
  if (n <= 1) 
   return 1; 
  else 
   return factorial (n - 1) * n; 
}

int main (int argc, char **argv) 
{ 
  int n; 
  if (argc < 2) 
  { 
    printf ("Usage: %s n\n", argv [0]); 
    return -1; 
  } 
  else 
  { 
   n = atoi (argv[1]); 
   printf ("Factorial of %d is %d.\n", n, factorial (n)); 
   } 
  return 0; 
}

同一目录下CMakeList.txt中的内容为：

# 给定cmake版本最低要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

# 设置项目名，此后可以通过 ${PROJECT_NAME} 使用项目名
project(example)

# 将一或多个源文件编译成一个可执行文件 
add_executable(example example.cpp)

用g++编译是：g++ -o test main.cpp，用cmake则是：cmake -B build/ && cd build/ && make，其中-B是指定编译目录，makefile等文件会生成到这里；然后cd进这个目录，进行一次make操作，执行make时当前目录下应有makefile文件，否则将无事发生。当然make也可以指定makefile所在的目录，则命令变为cmake -B build/ && make -C build/。不管哪种方式，都将在build/目录下生成一个test可执行文件，我们运行./test 5就会返回5的阶乘120。

将cpp编译成python可以调用的动态链接库
具体请看我的另一篇文章中对“在打包时添加c++文件拓展”一节的讲解。

cmake常用命令详解
make .直接编译，单核
make -j44核编译
make -j$((`nproc`-2))使用系统拥有的核心数-2个核进行编译，自适应设备，减1到2是留一点给其他人，不至于完全卡死
make install在make之后会得到so文件，而make install则是更进一步，把根据CMakeList.txt把文件放到某个位置，make称为"编译"，make install称为"安装"。

另外，CMakeList.txt也像cpp文件那样，可以通过include语句从外部文件导入一些变量，这些文件约定俗成使用.cmake作为后缀名，参考链接

使用不同版本的gcc进行编译
在实践中我们有时候会遇到模块比较多的情况，不同模块依赖的gcc版本可能不同，这就会导致一个gcc版本无法编译所有的内容。好在Ubuntu早就考虑到了软件不同版本的问题，针对这类问题，可以使用update-alternatives进行管理，参考链接1，参考链接2

基本用法：

# 新建一个映射项名为name，将path所指的文件链接到link，优先级为priority
update-alternatives --install <link> <name> <path> <priority>
# 举个例子：
update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 100
# 查看某个项当前的配置情况
update-alternatives --display <name>

实际用法：

# 设置gcc-9为默认gcc编译器
update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 100
# 临时指定gcc-8为更高优先级
update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-8 101
# 使用gcc-8进行编译
# 恢复gcc-9的优先地位
update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-8 99

在ubuntu中用vscode编译调试C\C++
还有这篇
不知道为什么, 编译出来
编译:
g++ Container.h -o Container
使用system("PAUSE"); 语句时g++编译报错: ‘system’ was not declared in this scope
解决方案: #include
VSCode中使用Ctrl+Shift+B进行编译

使用visual studio的cl命令进行编译：
找到cl.exe所在的目录，并将其写入系统变量Path，在本机是
D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2017\Community\VC\Tools\MSVC\14.16.27023\bin\Hostx64\x64
编译&链接命令是cl /EHsc test.cpp，成功后将得到test.obj和test.exe，再运行.\test.exe即可得到像VS中运行代码的效果
一开始通常会报这几种错：
fatal error c1034:不包括路径集；fatal error C1083: 无法打开某个.h文件；fatal error LNK1104: 无法打开某个.lib文件；
需要设置一些环境变量：解决方法

一些windows下跑得通但是linux的g++下会出编译错误的代码小bug（常见于本地测试用例跑过了一提交却是编译错误）：

1. 嵌套容器，windows写法随意，g++会把>>当做别的东西，报error: ‘>>’ should be ‘> >’ within a nested template argument list，因此要把>>写成> >

小技巧

在调试代码的过程中有时候需要手动输入一长串数值，调试的次数多了打得也累，为了偷懒，我们可以使用./file.exe < input.txt (windows下是.\file.exe)来读取txt文件中的数据当做输入，然后我们只需要把所有想要测试的数据都写进txt文件中，再静静地观察测试结果就可以啦！不过奇怪的是，直接在bat文件中写入这个语句却貌似无法正常执行。需要注意的是，从文件读取会比我们在命令行窗口输入多了一个EOF，这个EOF在while(cin>>c)中会导致跳出循环，而同样的输入内容在调试窗口中则不会跳出循环（因为没有EOF）
如果想把输出信息也保存下来，只需多加一个参数，写成./file.exe < input.txt >output.ext即可

ldd 可以查看一个so文件它所依赖的包：

# 截取了一部分ldd的输出
ldd libOpen3D.so 
	libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007f238428c000)
	libstdc++.so.6 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (0x00007f23840bf000)
	libc++.so.1 => not found
	libGL.so.1 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libGL.so.1 (0x00007f2384036000)

如果有的依赖包找不到，就会报not found，此时so文件是不可用的，会报一堆unreference错误。
快捷版命令：ldd | grep "not found"，没有输出就是正常的。

疑难杂症

• 重载<<运算符时报错C2280：尝试引用已删除的函数，原因是参数表里的ostream对象忘记加引用了，ostream不支持拷贝构造，只能通过引用传参。
• 使用g++编译的时候报错collect2.exe: error: ld returned 1 exit status，原因是编译的文件里头没有main()入口函数，所以要补上一个main()，参考链接