C++基础与提高 001

1.综述C++

  1.1. 作者

  1.2. 历史背景

　　1.2.1 应“运”而生？运为何？

　　1.2.2 C++发展大记事

  1.3. 应用领域

　　1.3.1 系统层软件开发

　　1.3.2 服务器程序开发

　　1.3.3 游戏，网络，分布式，云计算

  1.4. 内容

　　C++语言的名字，如果看作C的基本语法，是由操作数C和运算符后++构成。C++是本身这门语言先是C，是完全兼容C，

然后在此基础上++。这个++包含三大部分，C++对C的基础语法的扩展，面向对象（继承、封装、多态），STL等。

  1.5. 书籍推荐

　　

　　   C++ Primer            C++ 编程思想       C++ Priemer Plus

2.C++对C的扩展

　2.1. 类型增强

　　 2.1.1 类型检查更严格

　　比如，把一个const类型的指针赋给非const类型的指针。C语言中可以通的过，但是在C++中则编不过去。  

#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    const int a = 100;
    int b = a;

    const int *pa = &a;
    int *pb = pa;

    return 0;
}

error: cannot initialize a variable of type 'int *' with an lvalue of type 'const int *'
int *pb = pa;

 

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    const int a = 100;
    int b = a;

    const int *pa = &a;
    //cannot initialize a variable of type 'int *' with an lvalue of type 'const int *'
    int *pb = pa;       

    return 0;
}

warning: initializing 'int *' with an expression of type 'const int *' discards qualifiers [-Wincompatible-pointer-types-discards-qualifiers]
int *pb = pa;

　　动态内存分配C/C++区别：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int main()
{
    char *p = malloc(100);    //C中可以这样写
    char *q = (char*)malloc(100);    //C中强制类型转换写法

    char *pt = static_cast<char*>(malloc(200));    //C++中强制类型转换写法  
}

　　2.1.2 布尔类型（bool）

 　　C语言的逻辑真假用0和非0来表示。而C++中有了具体的类型（bool flag = true/false;），这样的操作，完全可以使用枚举（enum）实现

　　 bool类型在内存中大小等于char类型大小。

　　2.1.3 真正的枚举（enum）

　　虽然C中也有枚举，但是在使用的时候，即使赋值不再枚举的范围内，但是依然是可以执行的，但是在C++中，枚举的值必须在枚举的范围内

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    enum SEASON{
        SPA, SUM, AUT, WIN
    };

    enum SEASON s = AUT;      
    enum SEASON r = 100;      //这样也可以在C中，在C++这样是不行的
    return 0;
}

   2.2. 输入与输出（cin cout）

　　2.2.1 cin && cout

   

　　C中输入典型错误：

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    char c;
   
    scanf("%d%c", &a, &c);

    return 0;
}

　　这样输入时变量c会读取不到相应的值，因为在输入时我们往往会输入变量a的之后选择空格或者回车符，而变量c接收了空格或者回车符。所以，变量c读取不到对应的值！！！

　　在C++中，不存在上述问题。（cin >> a >> c;）

　　注意：

　　如果定义一个数组，在用这两种输入方式进行输入的时候，都是不安全的，不能保证输入的长度，例如 char name[30]; 用cin>>name;或者使用scanf("%s",name);的时候，如果输入的字符长度超过30个，那么程序就会出错，不过可以使用fgets(name, 30, stdin);这样就指定最多只能接收29个字符（第30个为'\0')，从而保证了安全性。

　　虽然通过接收指定长度的操作可以保证程序的安全性，但是这样可能并不能满足用户的需求，所以C++就创造了string，如果将char name[30];改成string name;那么，这个时候就可以不用考虑因为输入过长而导致程序崩溃的问题了（其实是有一个长度的，不过那个长度已经很大很大了，可以通过name.max_size()，这个函数查看），不过这个时候只能使用cin>>name进行输入，而不能使用scanf这个函数了。

 　 2.2.2 格式化

　　(1) 格式输出的问题

　　在C语言中，用pringf进行格式输出，可以通过简单的方法，达到丰富的显示效果，在C++中想要达到相同的效果（如果是使用cout）那还是比较麻烦的。以下是对比：

对比	C语言	C++
设置位宽（n）	printf("%nd\n", test);	cout << setw(n) << test << endl;
左对齐	printf("%-d\n", test);	cout << setiosflags(ios::left) << test << endl;
设置小数点右边位数（n）	printf("%.nd\n", test);	cout << setprecision(n) << setiosflags(ios:: fixed) << test << endl;

　　(2) 进制的输出

进制	C中参数	C例子	C++中参数	C++例子
二进制
八进制	%o	printf("%o", 100);	oct	cout << oct << 100 << endl;
十进制	默认		dec	cout << dec << 100 << endl;
十六进制			hex	cout << hex << 100 << endl;
设置进制			setbase()	cout << setbase(16) << 100 << endl;

　　　  setbase()参数有指定，如八进制、十六进制

　　(3)  还可以设置域宽的同时，设置左右对齐及填充字符

int main()
{
    cout << setw(10) << 1234 << endl;
    cout << setw(10) << setfill('0') << 1234 << endl;
    cout << setw(10) << setfill('0') << setiosflags(ios::left) << 1234 << endl;
    cout << setw(10) << setfill('-') << setiosflags(ios:: right) << 1234 << endl;

    return 0;
}

 练习：

　　时、分、秒的计时器，从00：00：00开始计时，每过一秒计时增加一秒， 秒加到六十时分钟加一，秒又从零开始加；分钟加到六十时小时加一，分钟又从零开始加；小时加到24时，计时器清零变为00：00：00.如此循环计时！！！

　2.3 函数重载

　　2.3.1 引例 

　　2.3.2 重载规则与调用匹配（overload&match）

　　　重载规则：

　　　　1. 函数名相同。

　　　　2. 参数个数不同，参数的类型不同，参数顺序不同，均可构成重载。（只要满足其一即可）

　　　　3. 返回值类型不用则不可以构成重载。

　　　匹配原则：

　　　　a.严格匹配，找到则调用

　　　　b.如果严格匹配找不到，通过隐式转换寻求一个匹配，找到则调用

  　　　　注：C++允许，int 到 long 和 double隐式类型转换。double 向 int 和 float进行隐式转换的时候会出现二义性（ambiguous）

　　　　解决方案：在调用时强转。

 　　2.3.3 重载底层实现（name mangling）

 　　　C++利用name mangling（倾轧）技术，来改变函数名，区分参数不同的同名函数。

　　　 实现原理：用v c i f l d 表示 void char int float long double 及其引用。　

void func(char a);    //func_c(char a)
void func(char a, int b, double c);    //func_cid(char a, int b, double c)

 　　　C++的编译方式同C语言，

　　 2.3.4 extern "C"

 　　　name mangling 发生在两个阶段，.cpp 编译阶段， 和 .h 的声明阶段。只有两个阶段同时进行，才能匹配调用。

　　　 轻轧操作在定义和调用的时候被使用（要么都轻轧，要么都不要轻轧，所以C的库中都使用了extern "C"）