C++不容易明白的关键字（三）
explicit
export using namespace
asm register auto volatile mutable
static_cast dynamic_cast reinterpret_cast const_cast
thistypeid(type_info) 运行时基本类型、类类型判断
typename class 类型名称的重新声明，模板类的类型
try catch throw (throws finally：java中才有) 异常捕获机制
inline
1、typeid关键字
其作用是在程序运行时，返回对象的类型，即所谓的RTTI(Run Time Type Identification), 它使程序能够获取由指针或引用所指向的对象的实际类型，即允许“用指向基类的指针或引用来操作对象”的程序能够获取到“这些指针或引用所指对象”的实际派生类型。在C++中，为了支持RTTI提供了两个操作符：dynamic_cast和typeid。
typeid操作符的返回结果是名为type_info的标准库类型的对象的引用。 type_info在typeinfo头文件中定义：
class type_info {
public:
virtual ~type_info();
bool operator== (const type_info& rhs) const;
bool operator!= (const type_info& rhs) const;
bool before (const type_info& rhs) const;
const char* name() const;
private:
type_info (const type_info& rhs);
type_info& operator= (const type_info& rhs);
};
在c++Template中很多地方都用到了typename与class这两个关键字，而且好像可以替换，是不是这两个关键字完全一样呢? 相信学习C++的人对class这个关键字都非常明白，class用于定义类，在模板引入c++后，最初定义模板的方法为： template<class T>...... 在 这里class关键字表明T是一个类型，后来为了避免class在这两个地方的使用可能给人带来混淆，所以引入了typename这个关键字，它的作用同 class一样表明后面的符号为一个类型，这样在定义模板的时候就可以使用下面的方式了： template<typename T>...... 在模板定义语法中关键字class与typename的作用完全一样。 typename难道仅仅在模板定义中起作用吗？其实不是这样，typename另外一个作用为：使用嵌套依赖类型(nested depended name)，如下所示： class MyArray { public： typedef int LengthType; ..... } template<class T> void MyMethod( T myarr ) { typedef typename T::LengthType LengthType; LengthType length = myarr.GetLength; } 这个时候typename的作用就是告诉c++编译器，typename后面的字符串为一个类型名称，而不是成员函数或者成员变量，这个时候如果前面没有 typename，编译器没有任何办法知道T::LengthType是一个类型还是一个成员名称(静态数据成员或者静态函数)，所以编译不能够通过。
3、try catch throw
1)、基础介绍
try { //程序中抛出异常 throw value; } catch(valuetype v) { //例外处理程序段 }语法小结：throw抛出值，catch接受，当然，throw必须在“try语句块”中才有效。
在C++中，throw抛出异常的特点有：
（1）可以抛出基本数据类型异常，如int和char等；
（2）可以抛出复杂数据类型异常，如结构体（在C++中结构体也是类）和类；
（3）C++的异常处理必须由调用者主动检查。一旦抛出异常，而程序不捕获的话，那么abort()函数就会被调用，弹出如图1所示的对话框，程序被终止；（4）可以在函数头后加throw([type-ID-list])给出异常规格，声明其能抛出什么类型的异常。type-ID-list是一个可选项，其中包括了一个或多个类型的名字，它们之间以逗号分隔。如果函数没有异常规格指定，则可以抛出任意类型的异常。
C++的标准异常
namespace std
{
//exception派生
class logic_error; //逻辑错误,在程序运行前可以检测出来//logic_error派生
class domain_error; //违反了前置条件
class invalid_argument; //指出函数的一个无效参数
class length_error; //指出有一个超过类型size_t的最大可表现值长度的对象的企图
class out_of_range; //参数越界
class bad_cast; //在运行时类型识别中有一个无效的dynamic_cast表达式
class bad_typeid; //报告在表达试typeid(*p)中有一个空指针p//exception派生
class runtime_error; //运行时错误,仅在程序运行中检测到//runtime_error派生
class range_error; //违反后置条件
class overflow_error; //报告一个算术溢出
class bad_alloc; //存储分配错误
}exception类的原型：
请注意观察上述类的层次结构，可以看出，标准异常都派生自一个公共的基类exception。基类包含必要的多态性函数提供异常描述，可以被重载。
class exception
{
public:
exception() throw();
exception(const exception& rhs) throw();
exception& operator=(const exception& rhs) throw();
virtual ~exception() throw();
virtual const char *what() const throw();
};函数what():返回一个表示异常的字符串。
从exception类派生一个自己的类：
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
class myexception:public exception
{
public:
myexception():exception("一个重载exception的例子")
{}
};
int main()
{
try
{
throw myexception();
}
catch (exception &r) //捕获异常
{
cout << "捕获到异常：" << r.what() << endl;
}
return 0;
}
程序运行，输出：
捕获到异常：一个重载exception的例子
一般的，我们直接以基类捕获异常，例如，本例中使用了
catch (exception &r)
然后根据基类的多态性进行处理，这是因为基类中的what函数是虚函数。
2)、深入throw：
(i)、程序接受到throw语句后就会自动调用析构器，把该域（try后的括号内）对象clean up，然后再进
入catch语句（如果在循环体中就退出循环）。
这种机制会引起一些致命的错误，比如，当“类”有指针成员变量时（又是指针！），在 “类的构建器
”中的throw语句引起的退出，会导致这个指针所指向的对象没有被析构。这里很基础，就不深入了，提
示一下，把指针改为类就行了，比如模板类来代替指针，在模板类的内部设置一个析构函数。
(ii)、语句“throw;”抛出一个无法被捕获的异常，即使是catch(...)也不能捕捉到，这时进入终止函数
，见下catch。
3)、深入catch：
一般的catch出现的形式是：
try{}
catch(except1&){}
catch(except2&){}
catch(...){} //接受所有异常
一般都写成引用（except1&），原因很简单，效率。
问题a：抛出异常，但是catch不到异常怎么办？（注意没有java类似的finally语句）
在catch没有捕获到匹配的异常的时候，会调用默认的终止函数。可以调用set_terminate()来设置终止函数，参数是一个函数指针，类型是：void (*terminate)()。
到这里，可以题个问题：“没有try-catch,直接在程序中"throw;"，会怎么样？”
其他一些技巧：
4)、try一个函数体，形式如下
void fun(type1,type2) try－－－－try放在函数体后
{
函数定义
}
catch(typeX){}
这个用法的效果就相当于:
void fun()
{
try{函数定义}
}
5)、throw一个函数体，形式如下：
void fun (); // 能抛出任何类型的异常
void fun () throw(except1,except2,except3)
// 后面括号里面是一个异常参数表，本例中只能抛出这3中异常
void fun () throw() // 参数表为空，不能抛出异常
问题b：假设fun()中抛出了一个不在“异常参数表”中的异常，会怎么样？
答：调用set_terminate()中设定的终止函数。然而，这只是表面现象，实际上是调用默认的unexpected()函数，然而这个默认的unexpected()调用了set_terminate()中设定的终止函数。可以用set_unexpected()来设置unexpected,就像set_terminate()一样的用法，但是在设定了新的“unexpected()”之后，就不会再调用set_terminater中设定的终止函数了。
这个语法是很有用的，因为在用别人的代码时，不知道哪个地方会调用什么函数又会抛出什么异常，用一个异常参数表在申明时限制一下，很实用。
6)、set_terminate()终止函数
需要头文件<eh.h>
多线程程序中，各个terminate函数是独立的，每个线程都有其terminate函数
在调试器不存在的情况下才工作
Terminate函数中不能再抛出异常
如果我们不设置terminate函数，则默认情况下调用abort函数
#include <eh.h>
#include <process.h>
#include <iostream.h>
void term_func();
void main()
{
int i = 10, j = 0, result;
set_terminate( term_func );
try
{
if( j == 0 )
throw "Divide by zero!"; //抛出异常，由terminate函数捕获，
else
result = i/j;
}
catch( int ) //不会由该函数捕获
{
cout << "捕获到整型异常.\n";
}
cout << "This should never print.\n";
}
void term_func()
{
cout << "term_func() was called by terminate().\n";
// ... cleanup tasks performed here
// If this function does not exit, abort is called.
exit(-1);
}
4、inline关键字
1）使用方法：
在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline即把min（）指定为内联.
关键字inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联，仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用。
2）慎用内联
内联能提高函数的执行效率，为什么不把所有的函数都定义成内联函数？如果所有的函数都是内联函数，还用得着“内联”这个关键字吗？内联是以代码膨胀（复制）为代价，仅仅省去了函数调用的开销，从而提高函数的执行效率。如果执行函数体内代码的时间，相比于函数调用的开销较大，那么效率的收获会很少。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，消耗更多的内存空间。
以下情况不宜使用内联：
（1）如果函数体内的代码比较长，使用内联将导致内存消耗代价较高。
（2）如果函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构函数可能会隐藏一些行为，如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。一个好的编译器将会根据函数的定义体，自动地取消不值得的内联（这进一步说明了 inline 不应该出现在函数的声明中）。
注意点:
内联函数既能够去除函数调用所带来的效率负担又能够保留一般函数的优点。然而，内联函数并不是万能药，在一些情况下，它甚至能够降低程序的性能。因此在使用的时候应该慎重。 1．我们先来看看内联函数给我们带来的好处：从一个用户的角度来看，内联函数看起来和普通函数一样， 它可以有参数和返回值，也可以有自己的作用域，然而它却不会引入一般函数调用所带来的负担。另外， 它可以比宏更安全更容易调试。 当然有一点应该意识到，inline specifier仅仅是对编译器的建议，编译器有权利忽略这个建议。那么编译器是如何决定函数内联与否呢？一般情况下关键性因素包括函数体的大小，是否有局部对象被声明，函数的复杂性等等。 2．那么如果一个函数被声明为inline但是却没有被内联将会发生什么呢？理论上，当编译器拒绝内联一个函数的时候，那个函数会像普通函数一样被对待，但是还会出现一些其他的问题。例如下面这段代码： // filename Time.h #include<ctime> #include<iostream> using namespace std; class Time { public: inline void Show()
{ for (int i = 0; i<10; i++) cout<<time(0)<<endl; } }; 因为成员函数Time::Show()包括一个局部变量和一个for循环，所以编译器一般拒绝inline，并且把它当作一个普通的成员函数。但是这个包含类声明的头文件会被单独的#include进各个独立的编译单元中： // filename f1.cpp #include "Time.h" void f1() { Time t1; t1.Show(); } // filename f2.cpp #include "Time.h" void f2() { Time t2; t2.Show(); } 结果编译器为这个程序生成了两个相同成员函数的拷贝： void f1(); void f2(); int main() { f1(); f2(); return 0; } 当程序被链接的时候，linker将会面对两个相同的Time::Show()拷贝，于是函数重定义的连接错误发生。但是老一些的C++实现对付这种情况的办法是通过把一个un-inlined函数当作static来处理。因此每一份函数拷贝仅仅在自己的编译单元中可见，这样链接错误就解决了，但是在程序中却会留下多份函数拷贝。在这种情况下，程序的性能不但没有提升，反而增加了编译和链接时间以及最终可执行体的大小。但是幸运的是，新的C++标准中关于un-inlined函数的说法已经改变。一个符合标准C++实现应该只生成一份函数拷贝。然而，要想所有的编译器都支持这一点可能还需要很长时间。
另外关于内联函数还有两个更令人头疼的问题。第一个问题是该如何进行维护。一个函数开始的时候可能以内联的形式出现，但是随着系统的扩展，函数体可能要求添加额外的功能，结果内联函数就变得不太可能，因此需要把inline specifier去除以及把函数体放到一个单独的源文件中。另一个问题是当内联函数被应用在代码库的时候产生。当内联函数改变的时候，用户必须重新编译他们的代码以反映这种改变。然而对于一个非内联函数，用户仅仅需要重新链接就可以了。
这里想要说的是，内联函数并不是一个增强性能的灵丹妙药。只有当函数非常短小的时候它才能得到我们想要的效果，但是如果函数并不是很短而且在很多地方都被调用的话，那么将会使得可执行体的体积增大。最令人烦恼的还是当编译器拒绝内联的时候。在老的实现中，结果很不尽人意，虽然在新的实现中有很大的改善，但是仍然还是不那么完善的。一些编译器能够足够的聪明来指出哪些函数可以内联哪些不能，但是，大多数编译器就不那么聪明了，因此这就需要我们的经验来判断。如果内联函数不能增强行能，就避免使用它！