C++编程思想重点笔记（上）

1. C和C++指针的最重要的区别在于：C++是一种类型要求更强的语言。就void *而言，这一点表现得更加突出。C虽然不允许随便地把一个类型的指针指派给另一个类型，但允许通过void *来实现。例如：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   bird* b;
        
        
        
        
   rock* r;
        
        
        
        
   void* v;
        
        
        
        
   v = r;
        
        
        
        
   b = v;
       
       
       
       

   C++不允许这样做，其编译器将会给出一个出错信息。如果真的想这样做，必须显式地使用映射，通知编译器和读者。

2. 参数传递准则 
   当给函数传递参数时，人们习惯上应该是通过常量引用来传递，这种简单习惯可以大大提高效率：传值方式需要调用构造函数和析构函数，然而如果不想改变参数，则可通过常量引用传递，它仅需要将地址压栈。 事实上，只有一种情况不适合用传递地址方式，这就是当传值是唯一安全的途径，否则将会破坏对象（而不是修改外部对象，这不是调用者通常期望的）。

3. C++访问权限控制：public、private、protected 
   其中protected只有在继承中才有不同含义，否则与private相同，也就是说两者只有一点不同：继承的结构可以访问protected成员，但不能访问private成员。

4. 前置声明注意

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   struct X; // Declaration(incomplete type spec)
        
        
        
        
   struct Y
        
        
        
        
   {
        
        
        
        
    void f(X *memx); 
        
        
        
        
    void g(X memx); // not allowed, the size of X is unknown.
        
        
        
        
   };
       
       
       
       

   这里f(X*)引用了一个X对象的地址，这是没有任何问题的，但如果是void g(X memx);就不行了，编译器会报错。这一点很关键，因为编译器知道如何传递一个地址，这一地址大小是一定的，而不用管被传递的对象类型大小。如果试图传递整个对象，编译器就必须知道X的全部定义以确定它的大小以及如何传递它，这就使程序员无法声明一个类似于Y :: g(X) 的函数。

5. C++是纯的吗？ 
   如果某个类的一个函数被声明为friend，就意味着它不是这个类的成员函数，但却可以修改类的私有成员， 而且它必须被列在类的定义中，因此我们可以认为它是一个特权函数。这种类的定义提供了有关权限的信息，我们可以知道哪些函数可以改变类的私有部分。 因此，C++不是完全的面向对象语言，它只是一个混合产品。friend关键字就是用来解决部分的突发问题。它也说明了这种语言是不纯的。毕竟C + +语言的设计是为了实用，而不是追求理想的抽象。

6. C++输入输出流的操纵算子（manipulator）有：endl、flush、ws、hex等。

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   cout<<flush; // 清空流 
        
        
        
        
   cout << hex << "0x" << i; // 输出16进制 
        
        
        
        
   cin>>ws; // 跳过空格
       
       
       
       

   iostream.h还包括以下的操纵算子：

   操纵算子	作用
   showbase/noshowbase	在打印一整数值时，标明数字基数（十进制，八进制和十六进制）；所用的格式能被C++编译器读出
   showpos/noshowpos	显示正值符号加（+）
   uppercase/nouppercase	显示代表十六进制值的大写字母A - F以及科学记数法中的E
   showpoint/noshowpoint	表明浮点数值的小数点和后面的零
   skipws/noskipws	跳过输入中的空白字符
   left	左对齐，右填充
   right	右对齐，左填充
   internal	在引导符或基数指示符和值之间填充
   scientific	使用科学记数法
   fixed	setprecision()或ios::precision()设置小数点后面的位数

   如何建立我们自己的操纵算子？ 
   我们可能想建立自己的操纵算子，这是相当简单的。一个像endl这样的不带参数的操纵算子只是一个函数，这个函数把一个ostream引用作为它的参数。对endl的声明是：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   ostream& endl(ostream&)；
       
       
       
       

   例子：产生一个换行而不刷新这个流。人们认为nl比使用endl要好，因为后者总是清空输出流，这可能引起执行故障。

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   ostream& nl(ostream& os) {
        
        
        
        
    return os << "\n";
        
        
        
        
   }
        
        
        
        
   int main() {
        
        
        
        
    cout << "newlines" << nl << "between" << nl << "each" << nl << "word" << nl;
        
        
        
        
    return 0;
        
        
        
        
   }
       
       
       
       

7. C语言中const与C++中const的区别： 
   常量引进是在早期的C++版本中，当时标准C规范正在制订。那时，常量被看作是一个好的思想而被包含在C中。但是，C中的const意思是“一个不能被改变的普通变量”，在C中，它总是占用存储而且它的名字是全局符。C编译器不能把const看成一个编译期间的常量。在C中， 如果写：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   const bufsize=100；
        
        
        
        
   char buf[bufsize]；
       
       
       
       

   尽管看起来好像做了一件合理的事，但这将得到一个错误结果。因为bufsize占用存储的某个地方，所以C编译器不知道它在编译时的值。在C语言中可以选择这样书写：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   const bufsize；
       
       
       
       

   这样写在C++中是不对的，而C编译器则把它作为一个声明，这个声明指明在别的地方有存储分配。因为C默认const是外部连接的，C++默认cosnt是内部连接的，这样，如果在C++中想完成与C中同样的事情，必须用extern把连接改成外部连接：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   extern const bufsize;//declaration only
       
       
       
       

   这种方法也可用在C语言中。 
   注意：在C语言中使用限定符const不是很有用，即使是在常数表达式里（必须在编译期间被求出）；想使用一个已命名的值，使用const也不是很有用的。C迫使程序员在预处理器里使用#define。

8. 类里的const和enum 
   下面的写法有什么问题吗？：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   class bob {
        
        
        
        
    const size = 100; // illegal
        
        
        
        
    int array[size]; // illegal
        
        
        
        
   }
       
       
       
       

   结果当然是编译不通过。why？因为const在类对象里进行了存储空间分配，编译器不能知道const的内容是什么，所以不能把它用作编译期间的常量。这意味着对于类里的常数表达式来说，const就像它在C中一样没有作用。

   在类里的const意思是“在这个特定对象的寿命期内，而不是对于整个类来说，这个值是不变的”。那么怎样建立一个可以用在常数表达式里的类常量呢？ 
   一个普通的办法是使用一个不带实例的无标记的enum。枚举的所有值必须在编译时建立，它对类来说是局部的，但常数表达式能得到它的值，这样，我们一般会看到：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   class bob {
        
        
        
        
    enum { size = 100 }; // legal
        
        
        
        
    int array[size]; // legal
        
        
        
        
   }
       
       
       
       

   使用enum是不会占用对象中的存储空间的，枚举常量在编译时被全部求值。我们也可以明确地建立枚举常量的值：enum { one=1,two=2,three}；

9. 类里面的const成员函数

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   class X {
        
        
        
        
    int i;
        
        
        
        
   public:
        
        
        
        
    int f() const; 
        
        
        
        
   }
       
       
       
       

   这里f()是const成员函数，表示只能const类对象调用这个函数（const对象不能调用非const成员函数），如果我们改变对象中的任何一个成员或调用一个非const成员函数，编译器将发出一个出错信息。 
   关键字const必须用同样的方式重复出现在定义里，否则编译器把它看成一个不同的函数：

       
       
       
       
   
        
        
        
        
   int X::f() const { return i；}
       
       
       
       

   任何不修改成员数据的函数应该声明为const函数，这样它可以由const对象使用。 
   注意：构造函数和析构函数都不是const成员函数，因为它们在初始化和清理时，总是对对象作些修改。

   引申：如何在const成员函数里修改成员 —— 按位和与按成员const

   如果我们想要建立一个const成员函数，但仍然想在对象里改变某些数据，这时该怎么办呢？这关系到按位const和按成员const的区别。按位const意思是对象中的每个位是固定的，所以对象的每个位映像从不改变。按成员const意思是，虽然整个对象从概念上讲是不变的，但是某个成员可能有变化。当编译器被告知一个对象是const对象时，它将保护这个对象。

   这里我们要介绍在const成员函数里改变数据成员的两种方法。

   • 第一种方法已成为过去，称为“强制转换const”。它以相当奇怪的方式执行。取this（这个关键字产生当前对象的地址）并把它强制转换成指向当前类型对象的指针。看来this已经是我们所需的指针，但它是一个const指针，所以，还应把它强制转换成一个普通指针，这样就可以在运算中去掉常量性。下面是一个例子：

           
           
           
           
     
            
            
            
            
     class Y {
            
            
            
            
      int i, j;
            
            
            
            
     public:
            
            
            
            
      Y() { i = j = 0; }
            
            
            
            
      void f() const;
            
            
            
            
     };
            
            
            
            
     
            
            
            
            
     void Y::f() const {
            
            
            
            
     //! i++; // error
            
            
            
            
      ((Y*)this)->j++; // ok , cast away const feature.
            
            
            
            
     }
           
           
           
           

     这种方法可行，在过去的程序代码里可以看到这种用法，但这不是首选的技术。问题是：this没有用const修饰，这在一个对象的成员函数里被隐藏，这样，如果用户不能见到源代码（并找到用这种方法的地方），就不知道发生了什么。

   • 第二种方法也是推荐的方法，就是在类声明里使用关键字mutable，以指定一个特定的数据成员可以在一个const对象里被改变。 
     

           
           
           
           
     
            
            
            
            
     class Y {
            
            
            
            
      int i;
            
            
            
            
      mutable int j;
            
            
            
            
     public:
            
            
            
            
      Y() { i = j = 0; }
            
            
            
            
      void f() const;
            
            
            
            
     };
            
            
            
            
     
            
            
            
            
     void Y::f() const {
            
            
            
            
     //! i++; // error
            
            
            
            
      ((Y*)this)->j++; // ok , mutable.
            
            
            
            
     }
           
           
           
           

10. volatile关键字 
    volatile的语法与const是一样的，但是volatile的意思是“在编译器认识的范围外，这个数据可以被改变”。不知何故，环境正在改变数据（可能通过多任务处理），所以，volatile告诉编译器不要擅自做出有关数据的任何假定—在优化期间这是特别重要的。如果编译器说：“我已经把数据读进寄存器，而且再没有与寄存器接触”。一般情况下，它不需要再读这个数据。但是，如果数据是volatile修饰的，编译器不能作出这样的假定，因为可能被其他进程改变了， 它必须重读这个数据而不是优化这个代码。

    注意：

    • 就像建立const对象一样，程序员也可以建立volatile对象，甚至还可以建立const volatile对 象，这个对象不能被程序员改变，但可通过外面的工具改变。
    • 就像const一样，我们可以对数据成员、成员函数和对象本身使用volatile，可以并且也只能为volatile对象调用volatile成员函数。
    • volatile的语法与const是一样的，所以经常把它们俩放在一起讨论。为表示可以选择两个中的任何一个，它们俩通称为c-v限定词。