C++语言笔记C11库
1.C++函数库
Algorithms
<algorithm>
C Library Wrappers
<cassert> , <cctype>, <cerrno>, <cfenv>, <cfloat>, <cinttypes>, <ciso646>, <climits>, <clocale>, <cmath>, <csetjmp>, <csignal>, <cstdarg>, <cstdbool>, <cstddef>, <cstdint>, <cstdio>, <cstdlib>, <cstring>, <ctgmath>, <ctime>, <cwchar>, <cwctype>
Containers
Sequence
<array> 、<deque>、<forward_list>、<list>、<vector>
Ordered Associative
<map> , <set>
Unordered Associative
<unordered_map> , <unordered_set>
Adaptor
<queue> , <stack>
Error Handling
<exception>、<stdexcept>、<system_error>
Input/Output
<filesystem> , <fstream>, <iomanip>, <ios>, <iosfwd>, <iostream>, <istream>, <ostream>, <sstream>, <streambuf>, <strstream>
Iterators Library
<iterator> 单独的迭代器通常用于泛型算法中，而不会单用
Localization
<codecvt> , <cvt/wbuffer>, <cvt/wstring>, <locale>
Math and Numerics
<complex> , <limits>, <numeric>, <random>, <ratio>, <valarray>
Memory Management
<allocators> , <memory>, <new>, <scoped_allocator>
Multithreading
<atomic> , <condition_variable>, <future>, <mutex>, <thread>
Other Utilities
<bitset> , <chrono>, <functional>, <initializer_list>, <tuple>, <type_traits>, <typeinfo>, <typeindex>, <utility>
Strings and Character Data
<regex> , <string>
1.C++命名空间
C++只有一个命名空间std，包含了所有的C++库。关于命名空间，同一个命名空间的名字可以在不同的文件或同一文件中多次出现，也可以出现在头文件里面，表示同一命名空间的不同部分代码。
2.C++引用与指针
C++的引用一般用于函数入参和函数返回值。引用和指针其实存在本质的区别，引用就是一个对象的别名，没有分配存储对象指针的存储空间；而指针需要分配一个存储对象指针的存储空间。所以指针和引用一般情况下是没有办法相互转换的。在C++中，如果对象没有名字（如用new分配的对象）那么它也不可能有别名，而其他语言（如C#）可以只有别名。
3.C++的模板：针对类型的一种统一操作
C++的模板分为函数模板和类模板，两者声明的形式都一样。
template <class T1,...,class Tn> 函数或类声明
{
函数体或类体
}
函数模板在调用时自动实例化，而类模板必须先实例化（指明类型），才能调用。
4.关于throw的栈展开
在throw进行栈展开时会调用很多析构函数或进行很多函数的局部变量回收，直到遇到了catch为止。
5.操作符重载
操作符的本质是一个函数，其重载有两种情况：第一种操作符在类中作为成员函数重载；第二种操作符作为全局函数重载。两种重载方式有一点区别：1）在类中作为成员函数重载，将默认第一个函数入参（双目时为左操作数）为this指向的本类对象，所以在类中重载操作符时，双参在形式上变成了单参。2）基于第一条规则，有些左操作数特殊的操作符（如<<或>>等要求左操作数必须为流对象）不能在类中重载。在众多的运算符中，大多对左右操作数是敏感的，不允许左右操作数交换。第一个入参是左操作数，第二个入参是右操作数。
6.友元
在类中定义一个友元函数（或重载的操作符）或友元对象，那么在该友元中可以以‘.’访问该类对象的私有成员，这是在其他非友元作用域里做不到的。
Class A{private :int a ;friend void myfunc(void);}
void myfunc(void)
{
A myA;
cout<<myA.a;//在非友元作用域中不能这样访问。
}
7.容器
所有容器提供的内置方法绝大部分是与迭代器有关的，大部分泛型算法也与迭代器有关。
迭代器和指针是完全一样的，但是迭代器更安全。
容器在构造时可以使用其他不同类型的容器的迭代器或指针来构造，但是需要保证两种容器或数组的数据类型是一致的。
8.流
流 |
||
头文件 |
容器 |
说明 |
<iostream> |
istream |
Wistream,wostream,wiostream 从流中读写数据 |
ostream |
||
iostream |
||
<fsteram> |
ifstream |
Wifstream,Wofstream,wiofstream 从文件中读写数据 |
ofsteram |
||
fsteram |
||
<sstream> |
istringstream |
Wistringstream,Wostringstream,wstringstream 从字符串流中读取数据（底层没有字符串） |
ostringstream |
||
stringstream |
||
在流对象使用中，如果产生任何失败，则其对象为0，否则为非0，相应的错误状态被记录在该对象中。
例：Int a;Cin>>a;如果输入了一个字符，那么将产生错误。则cin==0。If (cin) 将为false。其它流都有这种用法。
流的作用：->本质上是字符处理。将字符从不同的底层以多种格式（或方式）输入到内存中来，或者相反。以下是例举的几种流的作用：
（1）以单个字符、字符串、行任意形式存取字符
（2）以整形、浮点型等形式存取字符
9.lambda 函数
返回值类型[可使用的全局变量列表]（形参列表）{函数体}
如果“可使用的全局变量列表”为“=”，则能使用所有的全局变量
10.顺序容器
特点：根据位置存储和访问容器，容器元素的排列次序与元素值无关，而由元素添加到容器里的次序决定。标准库只定义了三种顺序容器:vector,list,deque.
和三种顺序容器适配器(适配器是以基本的容器类型为底层，通过定义新的操作接口，实现不同的数据操作)：stack,queue,priority_queue
容器和容器适配器都只提供了少量操作，大部分操作由泛型算法库提供。
容器的长度都是动态可增长缩短的。
容器元素的类型约束有两点：元素类型必须支持赋值运算和元素类型对象必须可复制。（即不能为引用和流）
迭代器的范围为[iter.begin,iter.end),其编程意义为：当iter.begin== iter.end迭代器范围为空。
容器内置的操作主要有：
任意位置任意方式增减元素个数的操作，迭代操作，交换元素操作。
11.关联容器
基本的有4种：map,set,multimap,multiset
在map中有个不好的地方：
Map<string,int>word_count;
Int occurs=word_count[“foobar”];
这样的查找如果“foobar”键不存在于word_count容器中，那么将会增加一个“foobar”键，并返回值为0。这是编译语言与解释语言的区别。.find方法提供了判断该键是否存在的方法。
.count方法提供了判断map和multimap中键个数的方法。
在python中能实现的操作，在C++中基本上都有这些功能。没有相应的语法支持，但是可以提供对象内置方法来解决（反射除外）
Set容器提供了insert,count,find,erase等操作。可以使用其他容器的迭代器来构造set容器，只保留不重复的元素集合。
除了容器内置的迭代器以外，C++还提供了3类独立迭代器：
1）插入迭代器
back_inserter,front_inserter,inserter.使用容器构造
2）流迭代器
istream_iterator,ostream_iterator
3）反向迭代器
reverse_iterator
12.指向类成员的指针
Class screen{;}
定义指向数据成员的指针：Int screen::*ptr；定义了一个指向screen类int类型成员的指针。
定义指向函数成员的指针：void (screen::*ptr)(void);定义了一个指向类函数的指针
指向类成员的指针可以定义在类中也可以定义在类外。
使用定义在类中的指向类成员的指针：两个新的解引用操作符->*和.*，他们能够将成员指针绑定到实际对象。
成员函数指针列表 :typedef void (*action)(void);
screen::action screen::menu[]={&screen::home,...}
13.auto自动数据类型
Auto 和int,double不同，他能推断数据的类型，从而将其转化为推断出的类型。
14.序列for循环
所有能使用iterator的序列都能使用序列for循环
Map<string,int>m{{“a”,1},{“b”,2},{“c”,3}};
For(auto p:m){cout <<p.first<<”:”<<p.second<<endl;}
15.c98和c11的智能指针
（1）auto_ptr 能够代理new[]和new，能赋值（与unique_ptr的区别），但同一时刻只能有一个auto_ptr管理指针(不能放在容器中，但unique_ptr能保存容器指针）,不带有引用计数（c98）
（2）unique_ptr 能够代理new[]和new，不能转让，不允许拷贝构造和拷贝赋值(不能放在容器中,但unique_ptr能保存容器指针)，不带有引用计数,可以完全代替scoped_ptr和scoped_array(c11)
（3）shared_ptr能够代理new的指针，实现了引用计数（应该是new int了一个内存用来保存引用计数，当发生shared_ptr赋值时将引用计数加1并将引用计数指针赋给另外一个shared_ptr），支持拷贝和赋值，可以放入容器中且可以保存容器指针（make_share模板函数）（最有价值的指针）(c11)
（4）shared_array代理new[]的指针，shared_array能力有限。一般使用shared_ptr<vector>或vector<shared_ptr>来替代(c11)
（5）weak_ptr 该指针是辅助shared_ptr的，shared_ptr给weak_ptr赋值不会增加引用计数(c11)
（6）boost/smart_ptr.hpp
scoped_ptr 接受new的指针，不能转让（不支持拷贝和复制（私有拷贝和复制函数实现），不放入作容器），且只能在本作用域内使用，与auto_ptr基本相同
scoped_array接受new[]的指针，不能转让（不支持拷贝和复制（私有拷贝和复制函数实现），不能用作容器），且只能在本作用域内使用，可以用vector替代
16.一些需要注意的C++编程细节
（1）环形缓存：
#define SIZE 100
int Buffer[SIZE];
Buffer[i%SIZE]='X'
（2）类的复制控制：
定义private的复制构造函数（如IO类），可以保证该对象只有一个副本。通过设计模式还可以使得该类只被构造一次。
classfa a;
classfa b=a;//其实是调用了classfa的默认复制构造函数 classfa(const classfa &)
string c="ancd" //调用了字符构造函数和复制构造函数。
（3）顺序容器：string，vector,list都可以使用.erase()和insert()在任意位置删除和插入指定迭代器的节点。
（4）友元friend 是不支持继承的。即类A是BASE的友元，但它不会是该BASE 的CHILD的友元。
（5）一个C标准函数：将从流中读出的数据，重新压入流的缓存中，可以通过此函数实现peek()函数
ungetc( char ch, FILE* f); //向IO缓存中压入数据
一次只能压入一个字符
（6）递归：（连接2个链表）
已知两个链表head1 和 head2 各自有序，请把它们合并成一个链表依然有序，这次要求用递归方法进行。
Node * MergeRecursive(Node *head1 , Node *head2)
{
if ( head1 == NULL )
return head2
if ( head2 == NULL)
return head1
Node *head = NULL
if ( head1->data < head2->data )
{
head = head1
head->next = MergeRecursive(head1->next,head2);
}
else
{
head = head2
head->next = MergeRecursive(head1,head2->next);
}
return head
}
（7）引用：
常引用:不能通过引用改变变量的值
int b=1;
const int & a=b;
a=2;//错
b=2;//对
string foo( );
void bar(string & s);
那么下面的表达式将是非法的：
bar(foo( ));
bar("hello world");
foo()的返回值必然是const string型的，“hello world”也被编译器构造为const string,而把他们用于非const函数入参，编译器将会报错。函数的引用入参应尽量指明为const，这样const和非const的实参都不会报错。
引用作为函数返回值类型的好处：在内存中不产生被返回值的副本；（注意：正是因为这点原因，所以返回一个局部变量的引用是不可取的。因为随着该局部变量生存期的结束，相应的引用也会失效，产生runtime error!
（8）求一个数中包含的二进制1的个数：
def func(x):
cont=0;
while(x):
x=x&(x-1)
cont=cont＋1
return cont
求任意数据由二进制表示时包含的1的个数
（9）虚析构函数作用：
将析构函数定义为virtual 这样在用delete删除基类指针时可以运行子类的析构函数。
（10）mutable关键字：在const变量中被改变
c＋＋ 中 mutable关键字申明的变量可以在const申明的函数中改变。
class M
{mutable int a;
void set() const
{a=10;}
}
（11）静态成员：
class M
{
static M a; //correct
M *b; //correct
M c; //error
}
静态成员是类的一部分，而不是对象的一部分。
（12）const 用法：
const对象不能调用非const的成员函数和变量；为了使const对象和非const对象都可以调用一个同名函数，可以重载该非const和const成员函数。
（13）c数组：
在c/C＋＋中数组是一种完整的数据类型，同结构体，对象一样：
main( ){
using namespace std;
int num[5]={1，2，3，4，5};
cout <<*((int *)(&num＋1)-1) <
}
在C语言中，一维数组名表示数组的首地址，而且是一个指针.如上例num，
对&num，表示指针的指针.意味着这里强制转换为二维数组指针.
这样 &num＋1 等同于 num[5][1]，为代码空间. (&num＋1)-1表示 num[4][0].即num[4].
char (*a)[3][4] 定义一个数组指针
（14）switch的入参：
switch的参数不能是不能自动转化为整型的参数。
因为switch后面只能带自动转换为整形(包括整形)的类型,比如字符型char，unsigned int等,实数型不能自动转换为整形.可以手动强转实数型(int)double，但是会导致精度的丢失.如果后面要对实数型做选择的话,可以乘以10的倍数,然后进行选择,这样不会丢失精度.但是这样的话就要靠你去手动的控制乘以多少了
(15)sizeof
使用sizeof对变量求所占内存长度时，是对该变量直接求内存长度，需要搞清楚，sizeof的对象是谁。
char *p=“dk4m7”;//sizeof(p),p内存为4字节
char p[]="dk4m7";//sizof(p),p内存为6字节,(p符号相当于一个引用，本身不占内存)
（16）多维数组
char a[2][3][4]={{{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}},{{13,14,15,16},{17,18,19,20},{21,22,23,24}}};
a符号表示一个引用，不占内存。其指向的地址为a[0],a[0][0],&a[0][0][0]
a表示一个3维数组，a+1表示最高维加1，相当于a[1]的首地址
*a表示一个2维数组，*a+2,表示2维数组加1，相当于a[0][2]的首地址
*(a+1)+2相当于a[1][2]的首地址
*(*(a+1)+2)+3相当于a[1][2][3]的首地址
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