C++高级编程总结
C++高级编程总结
C++高级编程笔记
1. 头文件添加注释(文件名, 作者, 函数简介, 日期).
2. 当头文件数目较多时, 应将头文件放在include目录下, 源文件放在source目录下.
3. const常量有数据类型, 宏常量没有数据类型.
4. 对于重载赋值运算符, 应该用"引用传递"方式
5. 函数入口处用assert检查
6. 内存分配方式有三种, 从静态存储区域分配, 从栈上分配, 从堆上分配, 静态存储区包括全局变量,
static变量等.
7. C++/C语言，没有办法知道指针所指的内存容量.
8. 指针消亡了, 不表示所指的内存会被自动释放。内存被释放了,
不表示指针会消亡或者成了NULL指针.
9. 指针被free或delete之后, 别忘记设置为NULL.
10. malloc不调用构造函数, new自动调用构造函数,
free和delete类似.
11. 为什么要用重载? (1) 便于记忆。(2) 不得不, 比如说类的多个构造函数
12. 不能编译头文件
全局变量定义时, (直接赋值), extern无作用
全局变量声明时, extern告诉编译器, 定义部分在其它模块中
全局变量默认extern
13. 重载: 同一个类中, 或都是全局函数.
覆盖: 分别位于派生类与基类中, 函数名与参数都相同，有virtual关键字，用于多态.
隐藏: 分别位于派生类与基类中, 只要同名, 且非覆盖, 均为隐藏.
14. 函数参数的缺省值，只能出现在函数的声明中.
15. 操作符重载。调用时, 普通函数参数出现在圆括号内, 对于运算符, 参数出现在其左右两侧。定义时，可定义为全局函数和类的成员函数，后者比前者少了一个参数。
16. 类的构造次序，先构造基类，再构造构造函数的参数，再构造成员，再构造自己。析构完全相反。
17. String a("hello"); String b=a; 其实是调用了b的拷贝构造函数，最好写成String b(a).
18. 对于一个类，编译器默认生成4个函数，无参构造函数，拷贝构造函数，析构函数，赋值函数
19. 类的析构函数，应为虚函数, 多态
20. 对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式，改为“const 引用传递”，目的是提高效率。例如，将void Func(A a)，改为 void Func(const A &a)。
21. 引用被创建的同时，必须被初始化，一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系。
22. 对比于C语言的函数，C++增加了重载，内联，const和virtual四种新机制，重载和内联机制，既可以用于全局函数，也可用于类的成员函数，const与virtual机制，仅用于类的成员函数
23. 赋值符号的重载，不能为友元，只能是类的成员函数
C++高级编程
C++编程学习
概述
面向对象的方法简介
对象----存在即合理
抽象性–物以类聚
封装----事物的封闭性
继承----事物的相似性
多态----事物的多样性
面向对象方法（类与对象）
C++概述
1.什么是C++？
C to C++:
* C语言的超集
* 面向对象编程
* 可移植性，不牺牲性能和底层功能
C++ compiler:将C++代码翻译为C代码
2.C++适合？
* 算法
* 应用开发
* C/C++服务器
C++设计原则
C++设计成使用静态型别机制、与C同样高效，可移植的，多用途程序设计语言。
C++设计成直接的和广泛的，支持多种程序设计风格（程序化程序设计、数据抽象化、面向对象程 序设计、泛型程序设计）。
C++设计成给程序设计者，更多的选择，即使可能导致程序设计者选择错误。
C++设计成尽可能与C兼容，提供一个从C到C++的平滑过渡。
C++避免平台限定，或没有普遍用途的特性。
C++不使用会带来额外开销的特性。
C++设计成无需复杂的程序设计环境。
UNIX铁律: K.I.S.S-Keep It Simple，Stupid!
&参考
C++大学教程（推荐）
C++Primer
C++编程思想
&开发环境
Visual Studio 201X Community
Code::Block
Qt Creator
C++的第一个程序
第一个C++程序：
#include<iostream>
int main(void)
{
std::cout<<"hello world!"<<std::endl;
return 0;
}
流的概念及用途
C++的I/O是以字节流的形式实现的，流(stream)实际上就是一个字节序列。
输入流: 在输入操作中，字节从输入设备(如键盘、磁盘、网络连接等)流向内存；
输出流: 在输出操作中，字节从内存流向输出设备(如显示器、打印机、磁盘、网络连接等);
这里“流”，试图说明字符，随着时间顺序生成或消耗的。
输人/输出系统的任务，实际上就是以一种稳定、可靠的方式，在设备与内存之间传输数据。
C++并没有直接定义，进行输入输出的任何语句，这些功能是由标准IO库完成。
命名空间（namespace）
实际上就是，一个由程序设计者命名的内存区域，程序设计者，可以根据需要指定一些有名字的空间域，把一些全局实体，分别放在各个命名空间中，从而与其它全局实体分隔开来。
命名空间是ANSIC++引入的，可以由用户命名的作用域，用来处理程序中，常见的同名冲突。
std::cout std::cin std::endl
+使用命名空间:
using std::cout;
using namespace std;
#include<iostream>
using namespace std; //使用命名空间
int main(void)
{
cout <<"hello world!"<<endl;
return 0;
}
C++程序的执行过程
1.C++主要有三个编译阶段：预处理、转译成目标代码和链接（最后的两个阶段，一般才视为真正的“编译”）。
2.C++预处理命令和C基本相同
C/C++的字符串比较
0.C语言字符串练习 char st[100];
0.C++语言字符串练习 string str;
1.检测字符串长度 int len = strlen(st);
1.检测字符串长度 int len = str.length();
2.字符串比较 strcmp(st1, st2);
2.字符串比较 str1.compare(str2);
3.在已有字符串后，追加新串 strcat(st1, st2); strncat(st1,st2,n);
3.在已有字符串后，追加新串 str1 += str2; str1.append(str2);
4.字符串拷贝 strcpy(st1,st2); strncpy(st1,st2, n);
4.字符串拷贝 str2 = str1; str2 = str1.substr();
5.字符串查找 where = strchr(st, ch)
5.字符串查找 where = str1.find(str2);
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main(void)
{
string str("hello");
cout << str.length() << endl;
str.append(" world!");//在已有字符串后追加新串
cout << str << endl;
return 0;
}
C/C++数据类型与变量
C/C++变量
程序运行过程中，值能否发生改变，分为**常量和变量**
从变量作用域的大小考虑：全局变量，局部变量
全局变量：定义在所有的函数体之外，在程序开始运行时，分配存储空间，在程序结束时，释放存储空间
函数中定义的变量，称为局部变量（Local Variable）
从变量的生命周期考虑: 静态生存周期和动态生存周期
动态存储变量：变量仅在需要的时候，分配和占用内存
静态存储变量：变量在程序运行过程中，占用固定的内存
从变量的在内存中位置考虑：普通变量与指针变量
动态内存分配
所谓动态内存分配，指在程序运行期间，根据实际需要随时申请内存，在不需要时释放
new/delete是C++的运算符
用于申请动态内存和释放内存
new运算符的语法格式为：指针=new 数据类型；
• int *p=new int；
• int *p=new int[30]；
delete运算符的功能，用来删除是用new创建的对象，或一般类型的指针，其格式如下：delete<指针名>
使用delete，也可以用来删除使用new创建的对象数组，其使用格式如下：delete [] 指针名
#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;
int main()
{
char *str;
str = new char[10];
strcpy(str,"hello");
cout << str << endl;
delete []str;
return 0;
}
杜绝“野指针”
指针用来存放某个变量的地址值的一种变量
“野指针”不是NULL指针，指向“垃圾”内存的指针，“野指针”的危险之处，在于if语句不起作用。
任何指针变量刚被创建时，不会自动成为NULL指针，缺省值是随机的。所以，指针变量在创建的同时，应当被初始化，要不将指针设置为NULL，要么指向合法的内存。
char *p = NULL;
char * str = (char *)malloc(100);
指针p被free或者delete之后，应设置为NULL。
指针操作超越了变量的作用范围
程序不能返回指向栈内存的指针或引用。
数组与指针
-任何一个数组的名字是一个常量指针，值是该数组的首元素的地址值
-在C++中引用一个数组元素，有两种等价的方法：
-下标法：如a[j]或p[j]形式，比较直观
-指针法：如*（a+j）或 *（p+j）形式，比较高效
-数组名作为函数形参时，在函数体内，失去了本身的内涵，仅仅是一个指针。
-指向数组的指针，另外一种变量类型（在linux或win32平台下，长度为4），仅仅意味着数组的存放地址；
数组指针与指针数组
总结
new运算符根据对象的类型，自动决定其大小，不使用sizeof运算符，malloc要指定分配存储空间的大小；
new返回指向此类型的指针，不用进行强制指针类型转换。malloc返回指向void*类型的指针。
如果在申请动态内存时，找不到足够大的内存块，malloc和new将返回NULL指针，宣告内存申请失败
用free或delete释放内存之后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。防止使用指针值为NULL的内存。
动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄露。
引用与函数传参
什么是引用？
引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。
引用（&）在此是起标示作用，不是求地址运算，定义格式
<类型>&<引用名>(<变量名>)；
<类型>&<引用名>=(<变量名>)；
int a = 3；
int &m = a; //定义引用并初始化
int n = m; //将引用赋给变量
int *p = &m;
m = m + 5; // a = 8, 对引用的操作，就是对被引用者的操作
引用详解
初始化与赋值
定义引用时，必须初始化；
可以将一个引用赋予给某个变量；
引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和引用名，不能再把该引用名，作为其它变量名的别名。
指针和引用的区别
指针通过地址，间接访问某个变量
引用通过别名，直接访问某个变量
引用一般用作函数的参数，或函数的返回值
如果既要利用引用提高使用效率，又要保护传递给函数的数据，不在函数中被改变，就应当使用常引用。
引用的用途
C语言中没有引用，C++中才有引用，引用的主要用途，就是在函数传参和返回值上。
使用引用作为传递函数的参数，在内存中，没有产生实参的副本，直接对实参操作。
如果输入参数，以值传递的方式传递对象，宜改用“const &”方式来传递，这样可以省去临时对象的构造和析构过程，提高效率。
如果既要利用引用，调高使用效率，又要保护传递给函数的数据，不在函数中被改变，就应当使用常引用。
如果函数的返回值是一个对象，有些场合，用“引用传递”替换“值传递”，可以提高效率，有些场合不可以。
常引用
声明一个引用，不是新定义一个变量，只是该引用名是目标变量的一个别名，本身不是一种数据类型，引用不占存储单元。对引用取地址，就是对目标变量取地址
非const引用，只能绑定到该引用同类型的变量。const引用，可以绑定到不同，但相关类型的对象, 或着绑定到右值。
常引用的声明方式：
const 类型标示符 &引用名 = 目标变量名；
用这种方式声明的引用，不能通过引用，对变量的值进行修改，但目标自身任然能够改变，这是语言的不一致性。
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
double dvalue = 3.14;
const int &pd = dvalue;
dvalue = 50.6;
cout << pd <<"\n"<<dvalue <<endl;
return 0;
}
函数返回一个类型的引用
注意：不允许返回的引用，对应于一个局部变量
#include<iostream>
using namespace std;
int &getlnt(const int v)
{
int *p = new int(v);
return *p;
}
int main()
{
int &n = getlnt(123456789);
cout << n << endl;
int *pp = &n;
delete pp;
return 0;
}
return语句，不可返回指向“栈内存”的，“指针”，或者“引用”，该内存在函数体结束时，被自动销毁。
C/C++函数说明
C++函数说明
C/C++中的函数说明：
四个组成部分：返回类型、函数名、形式参数表、函数体
函数的申明与实现，函数的调用与传参（形参与实参）
函数与指针：指针函数与函数指针
C++增强了函数类型：
基础函数：内联函数，函数重载，模板函数（泛型编程）
成员函数：构造/析构函数，常成员函数，静态成员函数，虚函数
内联函数(inline)
内联（内嵌）函数，主要解决的是程序的运行效率问题。
解决手段，在编译阶段，编译器就会把每次调用内联函数的地方，都替换为该函数体内的代码。
引入原因：解决程序中，一些函数体代码不是很大，却有被频繁调用的函数，调用效率问题。
解决方法： 以目标代码的增加为代价，换取时间上的节约。
当在一个函数定义或声明前，加上关键字inline，则把该函数定义为内联函数。
#include<iostream>
using namespace std;
inline int f(int x)
{
return x * x;
}
int main()
{
int x(2);
cout << f(x) << endl;
cout << f(x + 1) <<endl;
return 0;
}
使用内联函数的注意事项
内联函数的定义，必须出现在该函数第一次被调用前;
内联函数不能有复杂的控制语句，如switch，goto和while。
递归函数不能是内联函数。类结构中所有的在类，说明内部定义的函数，都是内联函数。
内联函数具有与带参的宏定义#define，相同的作用和相似的机理，但内联函数具有宏定义所没有的优点，没有缺点，消除了宏定义的不安全性。
函数重载
函数重载又称为函数的多态性
指同一个函数名对应着多个不同的函数。
“不同”是指，这些函数的形参表，必须互不相同，或者是形参的个数不同，或者是形参是类型不同，或者是两者都不相同，否则，将无法实现函数重载。
下面是合法的重载函数：
int funcl (int ,int);
int funcl(int );
double funcl(int,long);
double funcl(long);
#include <iostream>/*函数重载*/
using namespace std;
int add(int,int);
double add(double,double);
int main()
{
cout<<add(10,20)<<endl;
cout<<add(10.0,20.5)<<endl;
}
int add(int x,int y)
{
cout<<"int"<<endl;
return x+y;
}
double add(double x,double y)
{
cout<<"double"<<endl;
return x+y;
}
注意：
重载函数的类型，即函数的返回类型，可以相同，也可以不同。如果仅仅是返回类型不同，函数名相同、形参表也相同，则是不合法的，编译器会报“语法错误”。如：
int funcl (int a,int b);
double funcl (int a,int b);
除形参名外都相同的情况，编译器不认为是重载函数，只认为是对同一个函数原型的多次声明。
在调用一个重载函数funcl()时，编译器必须判断函数名funcl，到底是指哪个函数。通过编译器，根据实参的个数和类型，对所有funcl()函数的形参一一进行比较，调用一个最匹配的函数。
带默认参数值的函数
在C++语言中调用函数时，通常要为函数的每个形参，给定对应的实参。若没有给出实参，按指定的默认值进行工作。
当一个函数既有定义，又有声明时，形参的默认值，必须在声明中指定，不能放在定义中指定。只有当函数没有声明时，才可以在函数定义中指定形参的默认值。
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，则左边的参数就不能有默认值。如：
void funcl（int a, double b=4.5, int c=3）；//合法
void funcl（int a=1, double b, int c=3）;//不合法
在进行函数调用时，实参与形参按从左到右的顺序进行匹配，当实参的数目少于形参时，如果对应位置形参，没有设定默认值，就会产生编译错误；如果设定了默认值，编译器将没有对应实参的形参取默认值。
注意
形参的默认值，可以是全局常量、全局变量、表达式、函数调用，但不能为局部变量。例如，
下例不合法：
void funcl（）
{
int k；
void g(int x=k)；//k为局部变量
}
使用缺省参数时，主要满足函数重载条件；
void fun (int x, int y=0);
void fun(int x);
此时函数fun不能进行重载，因为编译器不能唯一确定，调用哪个函数（fun（3）或fun（3,0）均可）。
##封装性
封装是面向对象的特征之一，对象和类概念的主要特性。
封装，也就是把客观事物封装成抽象的类，类可以把自己的数据和方法，只让可信的类，或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
具备封装性（Encapsulation）的面向对象程序设计，隐藏了某一方法的具体执行步骤，取而代之的是通过消息传递机制传送消息。
封装
关键字：public、protected、prviate
• 修饰成员变量和成员函数；
• 继承时使用
破坏封装：关键字friend
• 友元类和友元函数
封装好的结构体
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
struct Person
{
char *m_name;
int m_age;
void setName(const char*);
void setAge(int);
void disp();
};
void Person::setName(const char* name)
{
m_name = new char[100];
strcpy(m_name, name);
}
void Person::setAge(int age)/*作用域=作用域名+作用域符*/
{
m_age = age;
}
void Person::disp()
{
cout << "Name:" << m_name << endl;
cout << "Age:" << m_age << endl;
}
int main()
{
Person somebody;
somebody.setName("DaXian666");
somebody.setAge(23);
somebody.disp();
}
定义类来实现数据隐藏
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
class Person
{
private://数据
char *m_name;
int m_age;
public://函数
void setName(const char*);
void setAge(int);
void disp();
};
void Person::setName(const char*name)
{
m_name = new char[100];
strcpy(m_name, name);
}
void Person::setAge(int age)
{
m_age = age;
}
void Person::disp()
{
cout << "Name:" << m_name <<endl;
cout << "Age:" << m_age << endl;
}
int main()
{
Person p;
p.setName("DaXian666");
p.setAge(23);
p.disp();
}
如何实现数据隐藏
引入class类型
对数据成员进行保护
增加存取范围
• 私有成员private
• 保护成员protected
• 公共成员public
在C++中，class与struct的区别:
struct的缺省作用域为public
class的缺省作用域为private
类定义格式的构成
说明部分：说明类中的成员，包含数据成员的说明和成员函数的说明；
实现部分：对成员函数的定义
类的一般定义格式
类与对象
C++是为了解决编写大程序过程中的困难而产生的。
对象：客观世界中任何一个事物，都可以看成一个对象( object )。
对象组成:
数据——描述对象的属性
函数——行为（操作代码），根据外界给的信息进行相应操作的代码，外界给的信息进行相应操作的代码。
具有相同的属性和行为的对象抽象为类(class )
类是对象的抽象
对象则是类的特例
类与对象
类中的权限
一般的做法：将需要被外界调用的成员函数指定为public，类的对外接口。
并非要求把所有成员函数都指定为public
有的函数不是准备为外界调用的，支持其它函数的操作，就应该指定为private 。
这种函数称为其它成员的工具函数(utility function)，类外用户不能调用。
私有的成员函数只能被本类中的其它成员函数所调用，不能被类外调用。
成员函数可以访问本类中任何成员(包括私有的和公用的)，可以引用在本作用域中有效的数据。
C++ 标准库
#pragma once
//上下等价
#ifndef BitFlip_H
#define BitFlip_H
//the content of BitFlip_H header file
#endif // !BitFlip
1. 切勿在头文件中，使用using指令，或者using 声明，否则，添加头文件，都要用这个空间。
2. 命名空间嵌套在17标准中，得到了极大的简化
3. 声明变量的时候不指定值，变量的值取决于这块内存的值
4. 允许if中加入初始化器
if (int a = 0;a>0) {
}
5.
std::array<int, 3> arr = { 1,1,1 };//固定大小 #include<array> 11标准
int size=std::size(arr);
6. C++程序中内存分为堆和栈，函数的执行一般在栈上进行，用完释放。明确的分配内存，一般是放在了堆上。（在函数中声明的，也要释放掉）
int* a;
*a = 0;
delete a;//delete[] a---删除数组
a = nullptr; 删除指针后，最好进行置空操作，防止再次的使用
7.
//make_unique在超过作用域，或者被删除时，就会自动释放内存资源
auto an=make_unique<BitFlip>();
//共享指针，每次指定make_shared时，都会递增一个引用计数，表示数据又多了一个拥有者，当超过作用域时，就递减引用计数，直到为0时，释放资源
auto an1 = make_shared<BitFlip>();
8.const多种用法(如果需要给函数传递对象，最好按const引用传递，这样可以防止多余的复制。如果需要改变对象，则需要传递非const引用)
//保护参数
void get(const string* a) {
*a = "ddd";//不通过
}
const int a = 1; //保证代码不会改变该变量的值
//变量x和引用变量re，指向同一个值，改变一个，都会变
int x = 1;
int& re = x;
9.auto 去除了const限定和引用 因为auto创建一个副本 。除非用auto &
//第一，const函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const修饰的同类型指针
//第二，任何不会修改数据成员的函数，都应该声明为const类型。如果在编写const成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其它非const成员函数，编译器将指出错误，无疑会提高程序的健壮性
const int& Get() const {
}
参考链接：
https://www.cnblogs.com/sumaoqing123/archive/2013/02/14/2912574.html
https://blog.csdn.net/weixin_41730008/article/details/88918971
https://blog.csdn.net/dsadasjdka/article/details/108547660
