C++ Prime Plus 知识点整理 - 第一、二、三章 C++基础知识

本文假定你有基本的C语言知识，由于从第一章到底十八章的笔记已经全部写完，因此我会在整理好后直接发上来；


C++ Primer Plus 非常适合初学的人，如果已经用过C++建议可以直接去看C++ Primer这本书，而C++ Primer Plus这本书对于有经验的C++开发者可以快速翻阅，主要看自己不懂的地方，顺便做做后面的练习题；

第一章 预备知识

• C++包括：

1. C语言代表的过程性语言
2. C语言基础上新增的面向对象编程
3. C++模板支持的泛型编程

• C面向过程 – 注重算法，采用自上向下的编程模式
  C++面向对象 – 面向数据，采用自下向上的编程模式

• 4.3版本后的g++要使用C++11的特性应如下操作： g++ -std=c++0x main.cpp

• 有些编译器仅当被明确指示后，才会搜索数学库，如较早的g++版本需要如下命令：g++ structfun.c -lm

• C++文件扩展名一览：
  

第二章 开始学习C++

• 命令行模式下，要让窗口一直打开的方法：

1. 使用cin.get();直到输入任意字符
2. 使用system("pause");直到输入任意按键

• main()如果不定义return 0语句，则隐含包括了一个return 0;语句，其他函数除外；默认情况下，返回 0 表示程序运行成功，非零则表示存在问题；
• 函数参数为空，C++中默认为 void 类型，而C语言则只表示对是否接受参数保持沉默；
• C++以//...表示注释，也可用C语言的注释方式/* ... */，不过应尽量使用C++的注释方式，此方式不容易产生错误；
• C++预处理类似于C语言，如#include (表示用编译时用 iostream 文件内容代替此编译指令，C语言的头文件可以这样使用#include 或者#include "stdio.h"；
• 命名空间是为了区分不同代码框架下具有相同函数名的函数；
• iostream表示标准输入输出头文件；cin和cout都属于iostream的类实例，cout面向对象特性，其重载了<<运算符，因此便于输出各种不同类型的数据；endl确保程序继续运行前刷新输出，而\n则不保证这样，可能会在输入信息后显示；

cin cout其他设置

1. cout< 分别表示输出16进制、输出10进制、输出8进制；
2. cout 默认会删除浮点数结尾的零，而调用cout.setf()将取消这种行为；cout.setf(ios::boolalpha)输出bool变量时显示true和false而不是1和0；setf(ios_base::fixed)将对象至于使用定点数的模式；setf(ios_base::showpoint)将对象至于显示小数点的模式，即使小数部分为0；方法 precision() 指定显示多少位小数；方法 width() 设置下一次输出操作的字段宽度，但只在下一次有效，然后恢复默认，默认为0，意味着刚好能容下要显示的内容；

第三章 处理数据

• 信息要存储需要知道：

1. 存在哪
2. 存什么值
3. 存的类型

C++变量命名及初始化

• 变量命名规则：

1. 名称只能使用字母字符、数字、下划线
2. 名称第一个不可以是数字
3. 区分大小写
4. 不能使用C++关键字(保留字)
5. 两个下划线或下划线+大写字母的名称被留给实现使用(编译器及其使用的资源)；一个下划线开头的名称被保留给实现，用作全局标识符；如果使用这样的变量名(如_time)不会导致编译器错误，但会导致行为不正确
6. C++对于名称长度无限制，但有些平台有限制；ANSI C(C99标准)只保证前63个字符有意义

• 变量初始化：

1. C语言方法：int a = 1; 或者 int a = {1}; 在C++98也是可行的
2. C++独有方法：int a(1); 或者 int a{1};
   如果括号不包含任何东西，则默认初始化为0

• 整型和浮点型统称为算术类型

C++基本数据类型 – 整形

• char , short , int , long , long long(C++11新增)，其中还分为有符号singed和无符号unsigned两种；对这些类型的基本要求如下，这些定义根据不同系统各不相同，头文件climits（老式实现中为limits.h）包含了关于整形的限制信息，如下图所示；通常int类型的长度被设置为“自然”的长度，即计算机处理起来效率最高的长度；

1. char为一个字节
2. int 至少与short一样长
3. long至少32位，且至少与int一样长
4. long long至少64位，且至少与long一样长

8bit = 0 ~ 256 或者 -128 ~ 127
16bits = 0 ~ 65536 或者 -32768 ~ 32767
32bits 最长 4 294 672 296 个值
64bits 最长 18 446 744 073 709 551 616 个值

• 无符号和有符号整数超过最大值或最小值时将会上溢或下溢，如下图所示
  

• 整型常量，0x开头表示十六进制，0开头表示8进制，没有开头表示十进制；整数后面带L后者l后缀的表示为long型，带u或者U后缀的表示unsigned int类型，ul(大小写任意)表示unsigned long型，C++提供了ll或LL表示long long型、ull Ull uLL ULL表示unsigned long long型
  
  

• 字符常量：使用单引号引起来；转义序列如下图；
  

• 通用字符名类似于转义序列，通用字符名以 \u 或 \U 打头，\u后面8个16进制位，\U后面16个16进制位，这些位表示的是字符的ISO 10646码点，这就扩展了原字符集；

• Unicode也提供了一种表示各种字符集的解决方案，且ASCII为Unicode编码的子集

• char型在默认情况下不区分有无符号，是否有无符号由C++实现决定，确保编译器开发人员将这种类型和硬件属性匹配起来；

• 对于大型字符集的表示有两种方法：
  1.将char定义为16位或更长的字节
  2.使用2字节的wchar_t类型，此类型与另一种整形(底层underlying类型)的长度和符号属性相同；不能使用cin和cout来输出wchar_t数据，cin和cout将其看为char流数据，可以使用wcin和wcout来处理wchar_t数据流

• C++11 新增了char16_t和char32_t，两者都为无符号类型；使用前缀u表示char16_t类型，使用前缀U表示char32_t类型，如u'C' ，U"be good"；与wchar_t一样，char16_t和char32_t也都有底层类型，此底层类型跟随系统变化；

• 布尔型bool变量的值可以为true或false；过去C++和C都将非零值解释为true，将0解释为false，因而字面值true可以通过提升转换为int值1，而false转换为int值0，反过来任何数值或者指针值都可以隐式转换为bool值

C++常量及const限定符

• 定义常量类型，C语言使用#define定义常量，编译时将所有出现的常量名替换为定义的内容，C++新增了const限定符来定义常量，定义好后就不可修改；定义常量一般将常量名首字母大写；const声明时就要进行初始化，否则该常量值不确定且不可修改; const相比于#define的优势：

1. 能够明确指定类型
2. 通过作用域将定义限制在特定的函数或文件中
3. 可以将const用于更复杂的类型

• 为防止函数修改内容，可以使用const修饰参数；const数据和非const数据的地址可以赋给指向const的指针，但只能将非const数据的地址赋给非const指针，因此尽量使用const修饰指针参数；使用const引用使函数能够正确生成并使用临时变量；

C++基本数据类型 – 浮点型

• 浮点数基于二进制，缩放因子是2，可以用小数点法（0.12345）示可以用E表示法（1.2345E-1），E表示法确保数字以浮点格式存储，既可以使用E也可以使用e，但数字中不能有空格；
• 浮点类型：float，double，long double，有效位指数字中有意义的位，float至少32位，double至少48位且不少于float，long double至少和double一样多，三种类型有效位数可以一样多，通常float 32位，double 64位，long double 80、96或128位，这三种类型的指数范围至少是-37 - 37，可从头文件cfloat查看；float确保至少有6位有效位，而double确保至少有15位有效位;
• 浮点常量，一般的浮点数都是double类型，加了后缀f或者F的位float类型，加了后缀l或者L的为long double类型

C++算术运算符及其优先级和结合性

• C++算术运算符：+ - * / %；运算符重载
• 运算符优先级和结合性如下；
  

C++的类型转换

• C++自动进行类型转换的情况：

1. 将一种算术类型的值赋给另一种算术类型的变量
2. 表达式中包含不同的类型时
3. 将参数传递给函数时

• 潜在的数值转换问题：

1. 将较大的浮点类型转换为较小的浮点类型（如double->float），将导致精度降低且有可能超出目标类型范围
2. 将浮点型转化为整形，将导致小数部分丢失且有可能超出目标类型范围
3. 将较大整形赋值给较小整形，将有可能导致超出目标类型范围

• 整形提升：

1. bool、char、unsigned char、signed char、short值转换为int型;
2. 如果short和int一样长，则unsigned short 转换为unsigned int
3. wchar_t被转换为第一个宽度足够存储的类型：int、unsigned int、long、unsigned long

• 有符号类型级别从高到低为：long long、long 、int、short、signed char，无符号排序与有符号相同，类型char、unsigned char、signed char级别相同，类型bool级别最低，wchar_t、char16_t、char32_t的级别与其底层类型相同

C++校验表：
(1) 一个操作数为long double，其他转换为long double；
(2) 否则，有一个为double，其他转换为double；
(3) 否则，有一个为float，其他转换为float；
(4) 否则，所有操作数都是整形，进行整形提升；
(5) 如果都是有符号或无符号整形，将级别低的整形提升为级别高的整形，如：unsigned int , unsigned short =>unsigned int；
(6) 一个有符号，一个无符号，且无符号级别高于有符号，则有符号变为无符号所代表的的类型，如：unsigned int , signed short => unsigned int；
(7) 否则，有符号可以代表所有无符号的取值，无符号转换为有符号所属类型，如：int , unsigned char => int；
(8) 否则，两个操作数都转换为有符号类型的无符号版本，如：int , unsigned int => unsigned int。

• 强制类型转换：C语言采用**(typeName)value方式；C++新增typeName(value)方式，主要为了向类方法样式靠拢；static_cast (value)**是C++引入的更为严格的一种强制转换方式；

C++中的auto声明

• **auto**可以让编译器根据初始值推断变量类型，如：auto a = 3，则a为int型，这属于C++11的新特性，C++98表示变量的存储方式，详细见后面章节；