从零开始学C++之从C到C++（一）：const与#define、结构体对齐、函数重载name mangling、new/delete 等

一、bool 类型

逻辑型也称布尔型，其取值为true（逻辑真）和false（逻辑假），存储字节数在不同编译系统中可能有所不同，VC++中为1个字节。
声明方式：bool result; result=true;
可以当作整数用（true一般为1，false为0）
把其它类型的值转换为布尔值时，非零值转换为true，零值转换为false，注意会发生截断。

二、const 限定符

（1）、用const给字面常量起个名字（标识符），这个标识符就称为标识符常量；因为标识符常量的声明和使用形式很像变量，所以也称常变量。
定义的一般形式：
const 数据类型 常量名=常量值; 数据类型 const 常量名=常量值;
例如： const  float  PI=3.14159f;
注意事项：

常变量在定义时必须初始化；

常变量初始化之后，不允许再被赋值；

正如我在这里所说，其实加了关键字const只是提示编译器这个变量是常量，如果我们在接下来的操作中试图更改它，编译器会报错，而并不是真正的常量，事实上某些情形下通过指针也是可以更改的（编译器报警告），什么情况下完全不能修改呢，当A是加const限定且初始化的全局变量，此时A位于.rodata段（linux 下）。此外const 用于修饰指针时可以参考这里。

（2）、const 与 #define

const定义的常量与#define定义的符号常量的区别：

const定义的常量有类型，而#define定义的没有类型，编译可以对前者进行类型安全检查，而后者仅仅只是做简单替换

const定义的常量在编译/运行时确定初值，而#define定义的常量是在预编译时进行替换，不分配内存。

作用域不同，const定义的常变量的作用域为该变量的作用域范围。而#define定义的常量作用域为它的定义点到程序结束，当然也可以在某个地方用#undef取消

#define定义的常量，容易产生副作用：

//Effective C++ 3rd的一个例子。
#define CALL_WITH_MAX(a,b) f((a) > (b) ? (a) : (b))
int a = 5;
int b = 0;
CALL_WITH_MAX(++a, b); //a被累加二次
CALL_WITH_MAX(++a, b+10); //a被累加一次
在这里，调用f之前，a的递增次数竟然取决于“它被拿来和谁比较”

此外，定义常量还可以用enum，在c++ 中尽量用const、enum替换#define定义常量，用inline 替换带参数的宏定义；但 #define 在底层编程中是必不可少的，下面举个例子：

 C++ Code 

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#include<iostream> using  namespace std; #define STR(a) #a #define CAT(a,b) a##b int main( void) {      int xy =  100;     cout << STR(ABCD) << endl;  // #ABCD => "ABCD"     cout << CAT(x, y) << endl;  // x##y => xy      return  0; }

如果是完全的c++ 菜鸟，这里还得稍微解释一下细节，iostream 是c++标准库的一个io流头文件，跟C语言不太一样的是一般没有.h 后缀，using namespace 表示命名空间，简单理解就是统一的函数前缀，类比pthread库如pthread_mutex_init, pthread_mutex_lock 用c++ 方式来表示可能是 pthread::mutex::lock。 cout是输出流对象，<<操作符在C语言中是左移位运算操作符，在这里被重载成输出操作符，之所以能并列输出是因为如cout<<xxx 返回的是cout 的引用，以后还会再提。参数宏定义的意义就很清楚了，查看下输出即可。

我们知道printf函数带有可变参数，函数式宏定义也可以带可变参数，同样是在参数列表中用...表示可变参数。例如：

 C++ Code 

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#define showlist(...) printf(#__VA_ARGS__) #define report(test, ...) ((test)?printf(#test):\                                 printf(__VA_ARGS__)) showlist(The first, second,  and third items.); report(x > y,  "x is %d but y is %d", x, y);

预处理之后变成： 

C++ Code 

1 2

printf( "The first, second, and third items."); ((x > y) ? printf( "x>y") : printf( "x is %d but y is %d", x, y));

在宏定义中，可变参数的部分用__VA_ARGS__表示，实参中对应...的几个参数可以看成一个参数替换到宏定义中__VA_ARGS__所在的地方。

（三）、结构体对齐

什么是内存对齐

编译器为每个“数据单元”按排在某个合适的位置上。

C、C++语言非常灵活，它允许你干涉“内存对齐”

为什么要对齐

性能原因：在对齐的地址上访问数据快。

如何对齐

第一个数据成员放在offset为0的位置

其它成员对齐至min(sizeof(member)，#pragma pack(n)所指定的值)的整数倍。

整个结构体也要对齐，结构体总大小对齐至各个min中最大值的整数倍。

举个例子，

struct test

{
char a;

double b;

char c;

};

根据规则1，a 在位置0；根据规则2，因为VC默认pack为8，可以通过项目-》属性-》c/c++  -》代码生成-》结构体成员对齐选项修改，也可以使用#pragma pack(n) 来修改，#pragma pack() 取消修改，那么b 占据8～15；根据规则2，c在16；现在总共17个字节，根据规则3，结构体总大小需对齐到8的整数倍，即总共是24个字节。

如果将pack 修改为4，则总大小为16。在VC上pack 共有1，2，4，8，16 等5种选择，而linux g++ 则只有1，2，4 可选，默认是4。

（四）、域运算符

C++中增加的作用域标识符 ::

用于对与局部变量同名的全局变量进行访问

用于表示类的静态成员，以后讲到类的时候再详谈

（五）、new、delete 运算符

（1）、new operator

new运算符可以用于创建堆空间，成功返回首地址，失败抛出异常
语法：
指针变量=new 数据类型(值);
指针变量=new 数据类型[长度n];
例如：
int *p; p=new int(3);
char *pStr=new char[50];

（2）、delete operator

delete运算符 可以用于释放堆空间
语法：
delete 指针变量；
delete [] 指针变量；
例如：
delete p;
delete [] pStr; // 类似 delete pStr[0] , delete pStr[1],  ....

（3）、new 和 delete 执行的步骤

new operator

内存分配(operator new)，类似malloc

调用构造函数，讲到类再说

delete operator

调用析构函数，讲到类再说

释放内存(operator delete)，类似free

实际上new 有三种用法，包括operator new、new operator、placement new，new operator 包含operator new，而placement new 则没有内存分配而是直接调用构造函数，具体的差异以后再谈。

（六）、函数重载、name managling 与extern "C"

（1）、函数重载

相同的作用域，如果两个函数名称相同，而参数不同，我们把它们称为重载overload，函数重载又称为函数的多态性（静态）
函数重载不同形式：

形参数量不同

形参类型不同

形参的顺序不同

形参数量和形参类型都不同

调用重载函数时，编译器通过检查实际参数的个数、类型和顺序来确定相应的被调用函数。

函数的重载跟函数的覆盖、函数的隐藏是不同的，这一点以后再讲。

合法的重载例子：
int  abs(int i); long abs(long l);double abs(double d);
非法的重载例子：

int  abs(int i); long abs(int i); void abs(int i);
//如果返回类型不同而函数名相同、形参也相同，则是不合法的，编译器会报"语法错误"。

（2）、name mangling 与extern "C"

name managling这里把它翻译为名字改编，C++为了支持函数重载，需要将函数名根据参数的不同进行name managling以便区分。
extern “C” 可以实现C与C++混合编程，即对C语言写的函数不进行改名，一般在C的头文件中使用，如果头文件被C代码包含并用C编译器编译，则__cplusplus 没有定义，extern “C" 被略过，如果头文件被C++代码包含并被C++编译器编译，存在__cplusplus 定义故extern "c" 提示编译器不要对 {} 内函数进行改名。

#ifdef __cpluscplus
extern “C”
{
#endif
...
#ifdef __cpluscplus
}
#endif

实际上，编译器对数据成员也会进行name mangling处理，目地是区分派生类和基类中可能的同名成员。

不同C++编译器的name mangling 方案是不同的，这是造成不同编译器之间存在二进制连接兼容性的主要原因之一。

（七）、带默认形参值的函数

函数声明或者定义的时候，可以给形参赋一些默认值，调用函数时，若没有给出实参，则按指定的默认值进行工作。

* 函数没有声明时，在函数定义中指定形参的默认值
* 函数既有定义又有声明时，声明时指定后，定义后就不能再指定默认值
* 默认值的定义必须遵守从右到左的顺序，如果某个形参没有默认值，则它左边的参数就不能有默认值。
void func1(int a, double b=4.5, int c=3); //合法 
void func1(int a=1, double b, int c=3);  //不合法
* 函数调用时，实参与形参按从左到右的顺序进行匹配

* 重载的函数中如果形参带有默认值时，可能产生二义性

 C++ Code 

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int add( int x =  5,  int y =  6); int add( int x =  5,  int y =  6,  int z =  7); int main( void) {      int sum;     sum = add( 10,  20);      return  0; }

sum=add(10,20)语句产生二义性ambiguity，可以认为该语句是调用第一个函数，也可以是第二个，因此编译器不能确定调用的是哪一个函数。

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范