下面是我看《C++ Primer Plus》第6版这本书后所做的笔记,作为备忘录便于以后复习。
C++的const比C语言#define更好的原因?
首先,它能够明确指定类型,有类型检查功能。
其次,可以使用C++的作用域规则将定义限制在特定的函数或文件中。
第三,可以将const用于更复杂的类型,比如数组和结构。
C语言中也有const,其与C++中const的区别是:一是作用域规则不同;另一个是,在C++中可以用const值来声明数组长度。
不能简单地将整数赋给指针,如下所示:
int *ptr; ptr = 0xB8000000; // type mismatch
在这里,左边是指向int的指针,因此可以把它赋给地址,但右边是一个整数。您可能知道,0xB8000000是老式计算机系统中视频内存的组合段偏移地址,但这条语句并没有告诉程序,这个数字就是一个地址。在C99标准发布之前,C语言允许这样赋值。但C++在类型一致方面的要求更严格,编译器将显示一条错误消息,通告类型不匹配。要将数字值作为地址来使用,应通过强制类型转换将数字转换为适当的地址类型:
int *ptr; ptr = (int *) 0xB8000000; // type now match
这样,赋值语句的两边都是整数的地址,因此这样赋值有效。
注意,pt是int值的地址并不意味着pt本身的类型是int。例如,在有些平台中,int类型是个2字节值,而地址是个4字节值。
为什么说前缀++/--比后缀++/--的效率高?
对于内置类型和当代的编译器而言,这看似不是什么问题。然而,C++允许您针对类定义这些运算符,在这种情况下,用户这样定义前缀函数:将值加1,然后返回结果;但后缀版本首先复制一个副本,将其加1,然后将复制的副本返回。因此,对于类而言,前缀版本的效率比后缀版本高。
总之,对于内置类型,采用哪种格式不会有差别,但对于用户定义的类型,如果有用户定义的递增和递减运算符,则前缀格式的效率更高。
逗号运算符
到目前为止,逗号运算符最常见的用途是将两个或更多的表达式放到一个for循环表达式中。逗号运算符的特性有下面几个:
有用的字符函数库cctype
从C语言继承而来,老式格式是ctype.h,常用的有:
快排中中值的选取:
将元素每5个一组,分别取中值。在n/5个中值里面找到中值,作为partition的pivot。
为什么*不每3个一组?保证pivot左边右边至少3n/10个元素,这样最差O(n)。
C++存储方案:C++三种,C++11四种
这些方案的区别就在于数据保留在内存中的时间。
自动存储持续性:在函数定义中声明的变量(包括函数参数)的存储持续性为自动的。它们在程序开始执行其所属的函数或代码块时被创建,在执行完函数或代码块时,它们使用的内存被释放。C++有两种存储持续性为自动的变量。
静态存储持续性:在函数定义外定义的变量和使用关键字static定义的变量的存储持续性都为静态。它们在程序整个运行过程中都存在。C++有3种存储持续性为静态的变量。
线程存储持续性(C++11):当前,多核处理器很常见,这些CPU可同时处理多个执行任务。这让程序能够将计算放在可并行处理的不同线程中。如果变量是使用关键字thread_local声明的,则其生命周期与所属的线程一样长。本书不探讨并行编程。
动态存储持续性:用new运算符分配的内存将一直存在,直到使用delete运算符将其释放或程序结束为止。这种内存的存储持续性为动态,有时被称为自由存储(free store)或堆(heap)。
自己写string类注意事项:
何时调用拷贝(复制)构造函数:
StringBad ditto (motto); StringBad metoo = motto; StringBad also = StringBad(motto); StringBad * pStringBad = new StringBad (motto);
以上4中方式都将调用:StringBad(const StringBad &)
何时调用赋值运算符:
StringBad metoo=knot; // use copy constructor, possibly assignment, too
这里,metoo是一个新创建的对象,被初始化为knot的值,因此使用赋值构造函数。不过,正如前面指出的,实现时也可能分两步来处理这条语句:使用复制构造函数创建一个临时对象,然后通过赋值操作符将临时对象的值复制到新对象中。这就是说,初始化总是会调用复制构造函数,而使用=操作符时也可能调用赋值构造函数。
与复制构造函数相似,赋值运算符的隐式实现也对成员进行逐个复制。如果成员本身就是类对象,则程序将使用为这个类定义的赋值运算符来复制该成员,但静态数据成员不受影响。
赋值运算符和拷贝构造函数在实现上的区别:
下面的代码说明了如何为StringBad类编写赋值操作符:
StringBad & StringBad::operator=(const StringBad & st) { if(this == & st) return * this; delete [] str; len = st.len; str = new char [len + 1]; strcpy(str,st.str); return *this; }
代码首先检查自我复制,这是通过查看赋值操作符右边的地址(&s)是否与接收对象(this)的地址相同来完成的,如果相同,程序将返回*this,然后结束。
如果不同,释放str指向的内存,这是因为稍后将把一个新字符串的地址赋给str。如果不首先使用delete操作符,则上述字符串将保留在内存中。由于程序程序不再包含指向字符串的指针,一次这些内存被浪费掉。
接下来的操作与复制构造函数相似,即为新字符串分配足够的内存空间,然后复制字符串。
赋值操作并不创建新的对象,因此不需要调整静态数据成员num_strings的值。
重载运算符最好声明为友元
比如将比较函数作为友元,有助于将String对象与常规的C字符串进行比较。例如,假设answer是String对象,则下面的代码:
if("love" == answer)
将被转换为:
if(operator == ("love", answer))
然后,编译器将使用某个构造函数将代码转换为:
if(operator == (String("love"), answer))
这与原型是相匹配的。
在重写string类时使用中括号访问字符时注意:
(1)为什么重载的[]返回值是个char &而不是char?
(2)为什么有两个重载[]的版本,另一个是const版本?
解答(1):
将返回类制声明为char &,便可以给特定元素陚值。例如,可以编写这样的代码:
String means ("might");
means [9] = ' r';
第二条语句将被转换为一个重载运算符函数调用:
means.operator[][0] = 'r';
这里将r陚给方法的返回值,而函数返回的是指向means.str[0]的引用,因此上述代码等同于下面的代码:
means.str[0] = 'r';
代码的最后一行访问的是私有数据,但由于operator 是类的一个方法,因此能够修改数组的内容。 最终的结果是“might”被改为“right”。
解答(2):
假设有下面的常量对象:
const String answer("futile");
如果只有上述operator定义,则下面的代码将出错:
cout << answer[1]; // compile-time error
原因是answer是常量,而上述方法无法确保不修改数据(实际上,有时该方法的工作就是修改数据, 因此无法确保不修改数据)。
但在重载时,C++将区分常量和非常量函数的特征标,因此可以提供另一个仅供const String对象使用 的 operator版本:
// for use with const String objects
const char & string::operator const {
return str[i];
}
有了上述定义后,就可以读/写常规String对象了 :而对于const Siring对象,则只能读取其数据。
静态成员函数在类声明外定义实现时不能再加static关键字,与静态成员变量一样。
实现has-a关系的两种方法:
c++还有另一种实现has-a关系的途径—私有继承。使用私有继承,基类的公有成员和保护成员都将称为派生类的私有成员。这意味着基类方法将不会称为派生对象公有接口的一部分,但可以派生类的成员函数中使用它们。而使用公有继承,基类的公有方法将称为派生类的公有方法。简言之,派生类将继承基类的接口:这是is-a关系的一部分。使用私有继承,基类的公有方法将称为派生类的私有方法,即派生类不继承基类的接口。正如从被包含对象中看到的,这种不完全继承是has-a关系的一部分。
使用私有继承,类将继承实现。例如,如果从String类派生出Student类,后者将有一个String类组件,可用于保存字符串。另外,Student方法可以使用String方法类访问String组件。
包含将对象作为一个命名的成员对象添加到类中,而私有继承将对象作为一个未被命名的继承对象添加到类中。我们使用术语子对象来表示同继承或包含添加的对象。
因此,私有继承提供的特性与包含相同:获得实现,但不获得接口。所以,私有继承也可以用来实现has-a关系。
使用包含还是使用私有继承?
由于既可以使用包含,也可以使用私有继承来建立has-a关系,那么应使用何种方式呢?大多数C++程序员倾向于使用包含。
然而,私有继承所提供的特性确实比包含多。例如,假设类包含保护成员(可以是数据成员,也可以是成员函数),则这样的成员在派生类中足可用的,但在继承层次结构外是不可用的。如果使用组合将这样的类包含在另一个类中,则后者将不是派生类,而是位于继承层次结构之外,因此不能访问保护成员。但通过继承得到的将是派生类,因此它能够访问保护成员。
另—种需要使用私有继承的情况是需要重新定义虛函数。派生类可以重新定义虚函数,但包含类不能。使用私有继承,重新定义的函数将只能在类中使用,而不是公有的。
关于保护继承
保护继承是私有继承的变体,保护继承在列出基类时使用关键字protected;
class Student : protected std::string, protected std::valarray<double> { ... }
使用保护继承时,基类的公有成员和保护成员都将成为派生类的保护成员,和私有继承一样,基类的接口在派生类中也是可用的,但在继承层次结构之外是不可用的。当从派生类派生出另一个类的时,私有继承和保护继承
之间的主要区别便呈现出来了。使用私有继承时,第三代将不能使用基类的接口,这是因为基类的共有方法在派生类中将变成私有方法;使用保护继承时,基类的公有方法在第二代中将编程呢个受保护的,因此第三代派生类可以使用它们。
下表总结了公有、私有和保护继承。隐式向上转换意味着无需进行显式类型转换,就可以将基类指针或引用指向派生类对象。
智能指针相关
请参考:C++智能指针简单剖析,推荐必看。
priority_queue<int> pq1; // default version priority_queue<int> pg2(greater<int>); // use greater<int> to order greater<>函数是一个预定义的函数对象。
stack:与queue相似,stack也是一个适配器类,它给底层类(默认情况下为vector)提供了典型的栈接口。