C++

c++入门推荐文章

https://blog.csdn.net/ClaireSy/article/details/108422945

https://blog.csdn.net/ClaireSy/article/details/108423047

https://blog.csdn.net/ClaireSy/article/details/108423061

 

模板（Template）

指C++程序设计设计语言中采用类型作为参数的程序设计，支持通用程序设计。C++ 的标准库提供许多有用的函数大多结合了模板的观念，如STL以及IO Stream。

函数模板

void my_swap(int&a , int& b) {
    int temp = a;
    a =  b;
    b = temp;
}

如果是要支持long,string,自定义class的swap函数,代码和上述代码差不多，只是类型不同，这个时候就是我们定义swap的函数模板

method.h

#pragma once

template<typename T> void my_swap(T& t1, T& t2);

template<typename T>
inline void my_swap(T& t1, T& t2)
{
    T tmpT;
    tmpT = t1;
    t1 = t2;
    t2 = tmpT;
}

#include "method.h"
#include <stdio.h>
int main()
{
    int num1 = 1, num2 = 2;
    my_swap<int>(num1, num2);
    printf("num1:%d, num2:%d\n", num1, num2);
    return 0;
}

类模板

考虑我们写一个简单的栈的类，这个栈可以支持int类型，long类型，string类型等等，不利用类模板，我们就要写三个以上的stack类，其中代码基本一样，通过类模板，我们可以定义一个简单的栈模板，再根据需要实例化为int栈，long栈，string栈。

//statck.h
template <class T> class Stack {
    public:
        Stack();
        ~Stack();
        void push(T t);
        T pop();
        bool isEmpty();
    private:
        T *m_pT;        
        int m_maxSize;
        int m_size;
};

#include "stack.cpp"

//stack.cpp
template <class  T>  Stack<T>::Stack(){
   m_maxSize = 100;      
   m_size = 0;
   m_pT = new T[m_maxSize];
}
template <class T>  Stack<T>::~Stack() {
   delete [] m_pT ;
}
        
template <class T> void Stack<T>::push(T t) {
    m_size++;
    m_pT[m_size - 1] = t;
    
}
template <class T> T Stack<T>::pop() {
    T t = m_pT[m_size - 1];
    m_size--;
    return t;
}
template <class T> bool Stack<T>::isEmpty() {
    return m_size == 0;
}

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
int main() {
    Stack<int> intStack;
    intStack.push(1);
    intStack.push(2);
    intStack.push(3);
    
    while (!intStack.isEmpty()) {
        printf("num:%d\n", intStack.pop());
    }
    return 0;
}

 

模板参数

模板可以有类型参数，也可以有常规的类型参数int，也可以有默认模板参数，例如

template<class T, T def_val> class Stack{...}nis

上述类模板的栈有一个限制，就是最多只能支持100个元素，我们可以使用模板参数配置这个栈的最大元素数,如果不配置，就设置默认最大值为100，代码如下:

//statck.h
template <class T,int maxsize = 100> class Stack {
    public:
        Stack();
        ~Stack();
        void push(T t);
        T pop();
        bool isEmpty();
    private:
        T *m_pT;        
        int m_maxSize;
        int m_size;
};

#include "stack.cpp"

//stack.cpp
template <class T,int maxsize> Stack<T, maxsize>::Stack(){
   m_maxSize = maxsize;      
   m_size = 0;
   m_pT = new T[m_maxSize];
}
template <class T,int maxsize>  Stack<T, maxsize>::~Stack() {
   delete [] m_pT ;
}
        
template <class T,int maxsize> void Stack<T, maxsize>::push(T t) {
    m_size++;
    m_pT[m_size - 1] = t;
    
}
template <class T,int maxsize> T Stack<T, maxsize>::pop() {
    T t = m_pT[m_size - 1];
    m_size--;
    return t;
}
template <class T,int maxsize> bool Stack<T, maxsize>::isEmpty() {
    return m_size == 0;
}

 

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
int main() {
    int maxsize = 1024;
    Stack<int,1024> intStack;
    for (int i = 0; i < maxsize; i++) {
        intStack.push(i);
    }
    while (!intStack.isEmpty()) {
        printf("num:%d\n", intStack.pop());
    }
    return 0;
}

模板专门化

当我们要定义模板的不同实现，我们可以使用模板的专门化。例如我们定义的stack类模板，如果是char*类型的栈，我们希望可以复制char的所有数据到stack类中，因为只是保存char指针，char指针指向的内存有可能会失效，stack弹出的堆栈元素char指针，指向的内存可能已经无效了。还有我们定义的swap函数模板，在vector或者list等容器类型时，如果容器保存的对象很大，会占用大量内存，性能下降，因为要产生一个临时的大对象保存a，这些都需要模板的专门化才能解决。

函数模板专门化

  假设我们swap函数要处理一个情况，我们有两个很多元素的vector<int>,在使用原来的swap函数，执行tmpT = t1要拷贝t1的全部元素，占用大量内存，造成性能下降，于是我们系统通过vector.swap函数解决这个问题,代码如下:

//method.h
template<class T> void swap(T& t1, T& t2);

#include "method.cpp"

 

#include <vector>
using namespace std;
template<class T> void swap(T& t1, T& t2) {
    T tmpT;
    tmpT = t1;
    t1 = t2;
    t2 = tmpT;
}

template<> void swap(std::vector<int>& t1, std::vector<int>& t2) {
    t1.swap(t2);
}

template<>前缀表示这是一个专门化,描述时不用模板参数，使用示例如下:

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include <vector>
#include <string>
#include "method.h"
int main() {
    using namespace std;
    //模板方法 
    string str1 = "1", str2 = "2";
    swap(str1, str2);
    printf("str1:%s, str2:%s\n", str1.c_str(), str2.c_str());  
    
    vector<int> v1, v2;
    v1.push_back(1);
    v2.push_back(2);
    swap(v1, v2);
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        printf("v1[%d]:%d\n", i, v1[i]);
    }
    for (int i = 0; i < v2.size(); i++) {
        printf("v2[%d]:%d\n", i, v2[i]);
    }
    return 0;
}

vector<int>的swap代码还是比较局限，如果要用模板专门化解决所有vector的swap，该如何做呢，只需要把下面代码

template<> void swap(std::vector<int>& t1, std::vector<int>& t2) {
    t1.swap(t2);
}

改为

template<class V> void swap(std::vector<V>& t1, std::vector<V>& t2) {
    t1.swap(t2);
}

就可以了，其他代码不变。

类模板专门化

 请看下面compare代码:

//compare.h
template <class T>
 class compare
 {
  public:
  bool equal(T t1, T t2)
  {
       return t1 == t2;
  }
};

 

#include <iostream>
#include "compare.h"
 int main()
 {
  using namespace std;
  char str1[] = "Hello";
  char str2[] = "Hello";
  compare<int> c1;
  compare<char *> c2;   
  cout << c1.equal(1, 1) << endl;        //比较两个int类型的参数
  cout << c2.equal(str1, str2) << endl;   //比较两个char *类型的参数
  return 0;
 }

在比较两个整数，compare的equal方法是正确的，但是compare的模板参数是char*时，这个模板就不能工作了，于是修改如下:

//compare.h
#include <string.h>
template <class T>
 class compare
 {
  public:
  bool equal(T t1, T t2)
  {
       return t1 == t2;
  }
};
   

template<>class compare<char *>  
{
public:
    bool equal(char* t1, char* t2)
    {
        return strcmp(t1, t2) == 0;
    }
};

main.cpp文件不变，此代码可以正常工作。

模板类型转换

还记得我们自定义的Stack模板吗，在我们的程序中，假设我们定义了Shape和Circle类，代码如下:

//shape.h
class Shape {

};
class Circle : public Shape {
};

然后我们希望可以这么使用:

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
#include "shape.h"
int main() {
    Stack<Circle*> pcircleStack;
    Stack<Shape*> pshapeStack;
    pcircleStack.push(new Circle);
    pshapeStack = pcircleStack;
    return 0;
}

这里是无法编译的，因为Stack<Shape*>不是Stack<Circle*>的父类，然而我们却希望代码可以这么工作，那我们就要定义转换运算符了，Stack代码如下:

//statck.h
template <class T> class Stack {
    public:
        Stack();
        ~Stack();
        void push(T t);
        T pop();
        bool isEmpty();
        template<class T2>  operator Stack<T2>();
    private:
        T *m_pT;        
        int m_maxSize;
        int m_size;
};

#include "stack.cpp"

 

template <class  T>  Stack<T>::Stack(){
   m_maxSize = 100;      
   m_size = 0;
   m_pT = new T[m_maxSize];
}
template <class T>  Stack<T>::~Stack() {
   delete [] m_pT ;
}
        
template <class T> void Stack<T>::push(T t) {
    m_size++;
    m_pT[m_size - 1] = t;
    
}
template <class T> T Stack<T>::pop() {
    T t = m_pT[m_size - 1];
    m_size--;
    return t;
}
template <class T> bool Stack<T>::isEmpty() {
    return m_size == 0;
}

template <class T> template <class T2>  Stack<T>::operator Stack<T2>() {
    Stack<T2> StackT2;
    for (int i = 0; i < m_size; i++) {
        StackT2.push((T2)m_pT[m_size - 1]);
    }
    return StackT2;
}

 

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "stack.h"
#include "shape.h"
int main() {
    Stack<Circle*> pcircleStack;
    Stack<Shape*> pshapeStack;
    pcircleStack.push(new Circle);
    pshapeStack = pcircleStack;
    return 0;
}

这样，Stack<Circle>或者Stack<Circle*>就可以自动转换为Stack<Shape>或者Stack<Shape*>,如果转换的类型是Stack<int>到Stack<Shape>，编译器会报错。

其他

一个类没有模板参数，但是成员函数有模板参数，是可行的，代码如下:

class Util {
    public:
        template <class T> bool equal(T t1, T t2) {
            return t1 == t2;
        }
};

int main() {
    Util util;
    int a = 1, b = 2;
    util.equal<int>(1, 2);
    return 0;
}

甚至可以把Util的equal声明为static,代码如下:

class Util {
    public:
         template <class T> static bool equal(T t1, T t2) {
            return t1 == t2;
        }
};

int main() {
    int a = 1, b = 2;
    Util::equal<int>(1, 2);
    return 0;
}

std::unique_ptr

std::unique_ptr是std::auto_ptr的替代品，其用于不能被多个实例共享的内存管理。这就是说，仅有一个实例拥有内存所有权。它的使用很简单：

class Fraction
{
private:
    int m_numerator = 0;
    int m_denominator = 1;

public:
    Fraction(int numerator = 0, int denominator = 1) :
        m_numerator(numerator), m_denominator(denominator)
    {
    }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Fraction &f1)
    {
        out << f1.m_numerator << "/" << f1.m_denominator;
        return out;
    }
};

int main()
{

    std::unique_ptr<Fraction> f1{ new Fraction{ 3, 5 } };
    cout << *f1 << endl; // output: 3/5

    std::unique_ptr<Fraction> f2; // 初始化为nullptr

    // f2 = f1 // 非法，不允许左值赋值
    f2 = std::move(f1);  // 此时f1转移到f2，f1变为nullptr

    // C++14 可以使用 make_unique函数
    auto f3 = std::make_unique<Fraction>(2, 7);
    cout << *f3 << endl;  // output: 2/7

    // 处理数组，但是尽量不用这样做，因为你可以用std::array或者std::vector
    auto f4 = std::make_unique<Fraction[]>(4);
    std::cout << f4[0] << endl; // output: 0/1

    cin.ignore(10);
    return 0;
}

std::shared_ptr

std::shared_ptr与std::unique_ptr类似。要创建std::shared_ptr对象，可以使用make_shared()函数（C++11是支持的，貌似制定这个标准的人忘了make_unique()，所以在C++14追加了）。std::shared_ptr与std::unique_ptr的主要区别在于前者是使用引用计数的智能指针。引用计数的智能指针可以跟踪引用同一个真实指针对象的智能指针实例的数目。这意味着，可以有多个std::shared_ptr实例可以指向同一块动态分配的内存，当最后一个引用对象离开其作用域时，才会释放这块内存。还有一个区别是std::shared_ptr不能用于管理C语言风格的动态数组，这点要注意。

int main()
{
    auto ptr1 = std::make_shared<Resource>();
    cout << ptr1.use_count() << endl;  // output: 1
    {
        auto ptr2 = ptr1;  // 通过复制构造函数使两个对象管理同一块内存
        std::shared_ptr<Resource> ptr3;   // 初始化为空
        ptr3 = ptr1;   // 通过赋值，共享内存
        cout << ptr1.use_count() << endl;  // output: 3
        cout << ptr2.use_count() << endl;  // output: 3
        cout << ptr3.use_count() << endl;  // output: 3
    }
    // 此时ptr2与ptr3对象析构了
    cout << ptr1.use_count() << endl;  // output: 1

    cin.ignore(10);
    return 0;
}

可以看到，通过复制构造函数或者赋值来共享内存，知道这一点很重要，看下面的例子：

int main()
{
    Resource* res = new Resource;
    std::shared_ptr<Resource> ptr1{ res };
    cout << ptr1.use_count() << endl;  // output: 1
    {

        std::shared_ptr<Resource> ptr2{ res };   // 用同一块内存初始化

        cout << ptr1.use_count() << endl;  // output: 1
        cout << ptr2.use_count() << endl;  // output: 1

    }
    // 此时ptr2ptr3对象析构了, output：Resource destroyed
    cout << ptr1.use_count() << endl;  // output: 1

    cin.ignore(10);
    return 0;
}

 

很奇怪，ptr1与ptr2虽然是用同一块内存初始化，但是这个共享却并不被两个对象所知道。这是由于两个对象是独立初始化的，它们互相之间没有通信。当然上面的程序会最终崩溃，因为同一块内存会被析构两次。所以，还是使用复制构造函数还有赋值运算来使不同对象管理同一块内存。如果深挖的话，std::shared_ptr与std::unique_ptr内部实现机理有区别，前者内部使用两个指针，一个指针用于管理实际的指针，另外一个指针指向一个”控制块“，其中记录了哪些对象共同管理同一个指针。这是在初始化完成的，所以如果单独初始化两个对象，尽管管理的是同一块内存，它们各自的”控制块“没有互相记录的。所以，上面的问题就出现了。但是如果是使用复制构造函数还有赋值运算时，“控制块”会同步更新的，这样就达到了引用计数的目的。使用std::make_shared就不会出现上面的问题，所以要推荐使用。

std::weak_ptr

std::shared_ptr可以实现多个对象共享同一块内存，当最后一个对象离开其作用域时，这块内存被释放。但是仍然有可能出现内存无法被释放的情况，联想一下“死锁”现象，对于std::shared_ptr会出现类似的“循环引用”现象：

class Person
{
public:
    Person(const string& name):
        m_name{name}
    {
        cout << m_name << " created" << endl;
    }

    virtual ~Person()
    {
        cout << m_name << " destoryed" << endl;
    }

    friend bool partnerUp(std::shared_ptr<Person>& p1, std::shared_ptr<Person>& p2)
    {
        if (!p1 || !p2)
        {
            return false;
        }

        p1->m_partner = p2;
        p2->m_partner = p1;

        cout << p1->m_name << " is now partenered with " << p2->m_name << endl;
        return true;
    }

private:
    string m_name;
    std::shared_ptr<Person> m_partner;
};

int main()
{
    {
        auto p1 = std::make_shared<Person>("Lucy");
        auto p2 = std::make_shared<Person>("Ricky");
        partnerUp(p1, p2);  // 互相设为伙伴
    }

    cin.ignore(10);
    return 0;
}

整个程序很简单，创建两个Person动态对象，交由智能指针管理，并且通过partnerUp()函数互相引用为自己的伙伴。但是执行的结果却却有问题：

Lucy created
Ricky created
Lucy is now partnered with Ricky

对象没有被析构！出现内存泄露！仔细想想std::shared_ptr对象是什么时候才能被析构，就是引用计数变为0时，但是当你想析构p1时，p2内部却引用了p1，无法析构；反过来也无法析构。互相引用造成了“死锁”，最终内存泄露！这样的情形也会出现在“自锁”中：

int main()
{
    {
        auto p1 = std::make_shared<Person>("Lucy");
        partnerUp(p1, p1);  // 自己作为自己的伙伴
    }

    cin.ignore(10);
    return 0;
}

这时候std::weak_ptr应运而生。std::weak_ptr可以包含由std::shared_ptr所管理的内存的引用。但是它仅仅是旁观者，并不是所有者。那就是std::weak_ptr不拥有这块内存，当然不会计数，也不会阻止std::shared_ptr释放其内存。但是它可以通过lock()方法返回一个std::shared_ptr对象，从而访问这块内存。这样我们可以用std::weak_ptr来解决上面的“循环引用”问题：

class Person
{
public:
    Person(const string& name):
        m_name{name}
    {
        cout << m_name << " created" << endl;
    }

    virtual ~Person()
    {
        cout << m_name << " destoryed" << endl;
    }

    friend bool partnerUp(std::shared_ptr<Person>& p1, std::shared_ptr<Person>& p2)
    {
        if (!p1 || !p2)
        {
            return false;
        }

        p1->m_partner = p2;  // weak_ptr重载的赋值运算符中可以接收shared_ptr对象
        p2->m_partner = p1;

        cout << p1->m_name << " is now partenered with " << p2->m_name << endl;
        return true;
    }

private:
    string m_name;
    std::weak_ptr<Person> m_partner;
};

int main()
{
    {
        auto p1 = std::make_shared<Person>("Lucy");
        auto p2 = std::make_shared<Person>("Ricky");
        partnerUp(p1, p2);  // 互相设为伙伴
    }

    cin.ignore(10);
    return 0;
}

 

 程序正常输出（注意创建与析构的顺序是反的？在栈上！）：

Lucy created
Ricky created
Lucy is now partnered with Ricky
Ricky destroyed
Lucy destroyed

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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(windows sdk最干净配置)

VC++ 目录

可执行文件目录

E:\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\bin; //cl.exe 编译器

C:\Program Files\Microsoft SDKs\Windows\v7.1\Bin //rc.exe编译器

包含目录

C:\Program Files\Microsoft SDKs\Windows\v7.1\Include;

 

$(VC_IncludePath)

或

C:\Program Files\Windows Kits\10\Include\10.0.10240.0\ucrt

E:\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\include

 

库目录

C:\Program Files\Microsoft SDKs\Windows\v7.1\Lib;

C:\Program Files\Windows Kits\10\lib\10.0.10240.0\ucrt\x86;

E:\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\lib

 

c++

　　代码生成

　　　　运行库 多线程 (/MT)

链接器

　　输入

　　　　附加依赖库

%(AdditionalDependencies)

 

kernel32.lib

user32.lib

gdi32.lib

winspool.lib

comdlg32.lib

advapi32.lib

shell32.lib

ole32.lib

oleaut32.lib

uuid.lib

odbc32.lib

odbccp32.lib

 

生成动态链接库

“属性面板” ”配置属性” ”常规”，配置类型选择动态库

 

h

#pragma once

#define OS_API_IMPORT __declspec(dllimport)
#define OS_API_EXPORT __declspec(dllexport)
#ifdef BUILD_DLL //属性c++ 预处理器添加定义BUILD_DLL
#define OS_API OS_API_EXPORT
#else
#define OS_API OS_API_IMPORT
#endif

class Zfang
{
public:
    OS_API Zfang();
    OS_API ~Zfang();
    OS_API void pf();

private:
};

cpp

#include "Zfang.h"
#include <iostream>
using namespace std;

Zfang::Zfang()
{
}

Zfang::~Zfang()
{
}

void Zfang::pf()
{
cout << "zfang!!!" << endl;
}

使用动态链接库

包含目录

库目录

链接器

输入

附加依赖库（lib名）