【自用】C++ 知识点总结Ⅱ：异常、IO流、类型转化、C++11新特新、STL、设计模式...（待更新）

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五、异常

• 什么是异常？
• 异常的优缺点是什么？

六、IO 流

从用的角度，掌握 文件流 和 字符串流。

七、C++ 类型转化

static_cast

• 在编译时进行类型转换，而不进行运行时检查
• 可以完成：基本数据类型转换、指针类型转换（基类指针转为派生类是不安全的）、类层次结构中的向上转换

dynamic_cast

• 进行 运行时 类型检查，在运行的时候通过虚函数表指针去判断对象的实际类型
• 主要用于在类继承层次结构中执行安全的向上或向下类型转换
• 只能用于具有虚函数的类

const_cast

• 将 const 类型的指针或引用转换为非 const 类型，可以修改本来是 const 的对象，需要小心使用
• 可以将非 const 类型的指针或引用转换为 const 类型，这通常用于传递对象的只读引用或指针，以防止在函数内部修改对象。

reinterpret_cast

• 是对比特位的简单拷贝并重新解释。
• 很强大也很危险，不进行类型检查，他可以完成：指针之间、整数和指针之间、不同类型指针之间的转换…

static_cast 和dynamic_cast 的区别？

1.类型转换的时期

• static_cast 是在编译时执行的类型转换
• dynamic_cast 是在运行时执行的类型转换。它进行运行时类型检查，确保转换是安全的

2.安全性

• static_cast 向下转换不安全：一个指向一个基类的指针转换为指向一个派生类的指针，但实际上该对象并不是派生类的实例，那么这个转换是不安全的
• dynamic_cast 向下转换安全：运行的时候会检查如果基类指针或引用不指向派生类的对象，进行向下转换的时候，dynamic_cast 将返回 nullptr（对于指针），引发 std::bad_cast 异常（对于引用）

3.适用范围

• static_cast 适用非多态类型的转换，基本数据类型之间的转换，指针类型之间的转换
• dynamic_cast 主要用于处理多态类型之间的转换，对象必须包含至少一个虚函数

八、C++ 11

• 右值引用和左值引用的区别？
• 移动构造和移动赋值
• 右值引用的使用场景？如何减少拷贝提高效率？
  • 主要是返回值和参数，可以看看 push_back(T&& val) 的右值引用版本、传值返回的函数如 to_string()
• 完美转发解决什么问题？
• 智能指针发展历史？

智能指针

四种智能指针的原理？简单模拟实现 unique/shared

• auto_ptr：管理权转移（C++98），通过拷贝构造函数和赋值重载函数来实现。
  • 原对象拷贝给新对象的时候，原对象就会被设置为nullptr，此时就只有新对象指向一块资源空间。
  • 会出现野指针问题。
• unique_ptr：禁用拷贝构造和赋值构造（C++11）
  • unique_ptr(unique_ptr&) = delete;
  • operator=(unique_ptr&) = delete;
• share_ptr：引用计数（C++11）
  • 计数的对象在堆上，所有线程都能访问，因此需要锁保证其安全性
  • 会出现循环引用的问题
• weak_ptr
  • weak_ptr 类的对象它可以指向 shared_ptr，并且不会改变 shared_ptr 的引用计数

什么是循环引用？如何解决？解决原理？

• 如果使用 shared_ptr 定义双向链表节点中_prev 和 _next，两个节点互相引用的时候，就会出现循环引用的现象。
• 使用 weak_ptr 类型定义结构体内的指针。
• weak_ptr 类的对象它可以指向 shared_ptr，并且不会改变shared_ptr 的引用计数。一旦最后一个shared_ptr被销毁时，对象就会被释放。

定制删除器（少见）

• 当我们释放一个指向数组的指针的时候，delete[] 后面的空方括号是必须存在，它指示编译器此指针指向的是一个对象数组的第一个元素，如果我们在 delete 一个指向数组的指针中忽略了方括号，我们的程序可能在执行过程中在没有任何警告下行为异常。

lambda

语法规则（现场写一个lambda）

[capture_list](parameters) mutable -> return_type{statement}

lambda 的使用场景和优势

lambda 底层实现原理是什么？

• 底层编译器对于 lambda 表达式的处理方式，完全就是按照函数对象（仿函数）的方式处理的，该类中重载了 operator()；
• [=] 实际使用的值，才会在 lambda 类中作为成员变量初始化；
• lambda_uuid 是 lambda 表达式底层的类型名称，编译器会给他们唯一标识的名称。

其他（了解）

• 线程库
• 列表初始化
• STL中容器的变化
  • 新容器
  • 移动构造和移动赋值
  • 插入接口的变化：push_back(T&& val)、emplace…
• 可变参数模板
• auto
  • 可以在一行定义多个变量，编译器实际只对第一个类型进行推导，用推导出来的类型定义其余变量。
  • 编译器实际只对第一个类型进行推导，用推导出来的类型定义其余变量。
• nullptr 和 NULL 有何区别？
  类型不同：NULL 是宏定义或整数值 0，而 nullptr 是 C++11 引入的关键字，表示空指针。
  安全性不同：NULL 可能导致函数调用二义性问题，nullptr 更安全，不会被错误解释为整型。
  上下文匹配不同：NULL 可以用于整型类型的上下文，nullptr 只能用于指针类型的上下文。

九、STL

六大核心组件，重点部分掌握

十、拓展

• 《effective C++》 ，一本相当好的学习资料
• 《C++ primer》第五版，语法字典
• 《STL 源码剖析》
• 常见的设计模式
  • 单例、工厂、适配器模式、迭代器模式、观察者模式