C++ Primer第二章

數據類型

數據類型決定了數據的意義和對數據的操作。包括built-in type ， customized type ， complicated type provided by STL。

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char：用於針對機器基本字符集（ASCII)
wchar_t，char16_t，char32_t：擴展字符集（Unicode）
C++11開始支持long long。

• 計算機以“塊”處理內存，可尋址的最小內存塊稱爲字節（能夠表示機器基本字符集，爲8bit），存儲的基本單元稱爲字（一個字對應多個字節）。 字和字節都對應地址。 對於同一個地址，數據的類型不同決定了數據所佔的bit和解釋方式。

關於類型的選擇建議：

1. double與float，選擇double。double精度高，而且計算代價與float差不多，有些機器甚至double快。 long double代價太大。
2. 在數值一定不爲負，選擇unsigned
3. int和long的長度一般是一致的，32bit。long long是64bit。
4. char和bool一般不用於運算。 char在不同的機器上有可能是unsigned char，也可能是signed char，進行運算，對於可移植性有很大的影響（在0~127之內是不變的）。最好能夠明確signed char和unsigned char（在使用的時候）

• 不能混用有符號數和無符號數，當有符號數和無符號數混在一起，有符號數會自動轉換成爲無符號數。（對於無符號數，當出現負數，就會自動取模轉換在無符號數的範圍之內，unsigned int a=-1, a=4294967295）

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literal：字面值常量；（字面意思上能夠看出值的）

整形字面值常量：十進制，八進制（0），十六進制（0x）
字符串字面值：是常量字符構成的數組。編譯器會在字符串結尾添加一個空字符(’\0’)。

對於字面值常量，都是有其自己的默認類型的的，比如整形十進制默認爲int類型，這是由C++標準/編譯器規定的。如果想要特指其類型，可以通過前綴和後綴進行說明。

• 字符串和字符字面值

前綴	含義	類型
u	Unicode16字符	char16_t
U	Unicode32字符	char32_t
L	寬字符	wchar_t
u8	UTF-8(僅用於字符串字面量）	char

• 整形字面值

後綴	含義
U/u	unsigned
L/l	long
ll\LL	long long

• 浮點字面值

後綴	含義
f/F	float
l/L	long double

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變量

• C++中，對象的定義：是具有某種數據類型的內存空間。（包括普通變量） 變量和對象認爲是同一個東西。

• 初始化與賦值：（含義區別）

  • 初始化通過創建變量時賦予一個新值。
  • 賦值是把當前變量的值擦除，然後賦予一個新值。

• 對於類想要保留其默認構造函數，只需要建立一個沒有參數和沒有內容的空構造函數即可。（對象建立後的屬性值取決於其數據類型默認的初始值）

class testClass
{
public:
    testClass();                    /* 默認構造函數 */
    testClass(int a, char b);        /* 構造函數 */
    testClass(int a=10,char b='c');    /* 默認構造函數 */

private:
    int  m_a;
    char m_b;
};

• 通過關鍵字extern進行聲明變量，但是不能夠對其初始化賦值（初始化賦值，即使有extern，也相當於定義） extern int i 通過extern聲明變量，可以在其他的文件中聲明並且調用同一個文件中的變量。

• 強類型語言：偏向於不容忍隱式類型轉換。

  • 弱類型語言：偏向於容忍隱式類型轉換。 C++
  • 靜態類型：編譯的時候就知道每一個變量的類型，在編譯的時候進行類型檢查，出現錯誤屬於語法錯誤，不會生成可執行文件。 C++
  • 動態類型：編譯的時候不知道每一個變量的類型，因爲類型錯誤而不能做的事情是運行時錯誤。

• 變量的作用域：被嵌套的作用域能夠屏蔽外層的作用域（即使外層是全局變量）；不過，對於全局變量，一般不進行屏蔽。

int reused=42 ;
int main() {
    int reused=32;
    cout<<reused<<endl;   //32
    cout<<::reused<<endl;       //全局作用域沒有名字 , 當在塊中出現同名的，通過 '::'調用
}
/*理一理關於全局作用域，塊作用域，和using namespace：
無論有無namespace，與全局作用域，塊作用域都無關係；
但是對於namespace裏面的函數有關係，原來需要使用 xx::XXX調用，現在只需要XXX就可以調用，可以看成將namespace裏面的內容融入全局作用域
*/

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指針和引用

引用（左值引用）：reference（lvalue reference）

• 引用的本質：引用就是爲對象起另一個名字（因此，引用不是創建對象，它是基於一個已有的對象，進行綁定（bind）；它具有對引用對象的控制權）
• 通過&來定義引用類型，定義必須初始化。 int ival=1024，int &refVal=ival（refVal是ival的別名，可以通過改變refVal的值改變ival的值） 引用一經初始化之後，就不能更改綁定對象！
• 引用只是一個別名，不是對象（對象的定義：具有某種數據類型的內存空間），用例子來說明：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a=3;
    int &b=a;
    cout<<&a<<endl<<&b;
}

0x786e98f1835c 
0x786e98f1835c 
//結果發現地址是一致的，說明引用僅僅是一個邏輯上的表示，實際上（內存）是不存在的。

• 引用經過綁定之後，相當於直接操作本體（操作，性質都一樣）int reused=32; int &ref=reused; int &rf=ref;，rf和ref是一個意思

指針（pointer）

• 與引用相比，它是一個對象，能夠實現多重指針。 可以變化指向的對象。 無需賦初值。
• 引用是綁定；指針是指向。

void* ：一個能夠存放任意對象地址的指針。我們無法直接操作void* 所指的對象，因爲，不知道對象的具體類型。

多重指針：通過* 的個數可以區分指針的級別。 ** ：表示指向指針的指針。

int ival=1024;
int *pi=&ival;
int **ppi=π   ppi是指向pi指針的指針；（順序）

指向指針的引用：

int i=42;
int *p;
int *&r=p;  //想要理解r的類型，方法是：從右到左閱讀r的定義！  （最右邊的是對變量的類型最直接的影響）先是&，說明是個引用；    然後其餘部分確定引用的類型，這裏是*，說明是對指針的引用。

r=&i;
*r=0;

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const

• const對象的值無法改變，必須初始化。 （const修飾的常量需要初始化）

• 通過extern實現const在多個文件的共享。（這一點，我也不太瞭解，以後在實踐中遇到再解決）

• const引用：

  • 對常量的引用。const int &ref; 不能修改綁定對象的值的。(常稱爲“常量引用”）
  • 不存在真正的常量引用。 因爲引用不是一個對象，因此無法讓引用恆定不變。也就是不存在 int &const ref，

• const與指針：

  • 指向常量的指針（pointer to const）。不能用於改變其所指對象的值。（不只是不能更換所指的對象，而且不能更換所指對象的值） 例如：const double *p（從右向左：首先，其是指針，然後double說明指向的對象是double型，const說明修飾的對象是const）（對於指針，強調的是指向對象的類型）
    • 對於const變量的地址，只能通過const指針，而不能通過普通指針。（因爲，類型決定了操作） const double pi=3.14 ; const double *ptr=&pi
    • 可以通過const指針指向普通變量，不過const指針依舊不能修改其值。（自認爲指向常量，自覺不去改變）
  • const指針（常量指針）：指針是對象，表示指針是常量，說明其始終指向一個對象，對象的值可以改變。 常量指針跟普通const變量差不多，都需要初始化，初始化之後值不改變。
    • 定義形式：double *const p： 首先p是個常量，然後*，說明其是指針類型，最後double表明其是一個指向double類型的const指針。 const double *const pip=&pi

• 頂層const和底層const：

  • 頂層const：表示對象本身是個常量（對任何數據類型使用）
  • 底層const：表示所指對象是個常量（與指針，引用等複合類型有關） （指針類型既有頂層，也有底層；引用只有底層）
  • 分清頂層/底層const能夠明白什麼能變，什麼不能變！
  • 在轉換中牽扯了很多隱式數據類型轉換，很多很雜；理解的關鍵在於：const能夠將非const當成const處理，非const不能處理const；（數據類型決定操作） (非const數據類型能夠像const對應的數據類型進行轉換）

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constexpr和常量表達式

• 常量表達式（const expression）：值不會改變而且在編譯過程就能得到計算結果的表達式。 （字面值屬於常量表達式；用字面值常量初始化的const對象也是） const int sz=get_size();不屬於const expression，因爲無法再編譯得到結果。

• C++11中，允許將變量聲明爲constexpr類型來驗證變量是否屬於常量表達式。（如果是，正確運行；否則會爆出bug）

constexpr int mf=20;
constexpr int limit=mf+1;
constexpr int sz=size();  //如果size是一個constexpr函數，纔是正確語句
//constexpr函數能夠使得在編譯期間得到結果；

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處理類型

類型別名

• typedef定義別名；（typedef double wages；)
• C++11規定新方法，使用別名聲明來定義別名。 using SI=Sales_item;（使用using，SI作爲Sales_item的別名）（用等號左邊作爲等號右邊的別名）

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• 當類型別名指代的是複合類型，語句含義發生變化。

typedef char *pstring;
const pstring cstr=0;   //指向char的常量指針，而不是指向char常量的指針，與const char*含義不同
const pstring *ps;      //指向char型的常量指針的指針

理解關鍵：複合類型的定義包括基本數據類型和一組聲明符（* /&)。
在const pstring中，將pstring作爲基本類型，因此其是指針。
在const char * 中，const char是基本數據類型，* 作爲聲明符。 （如果* 作爲聲明符，那麼其前面的內容修飾指針所指向的內容；否則修飾本身）

auto

• auto能夠讓編譯器通過初始值推算變量的類型。（必須有初始值） auto a=3;

decltype類型指示符

• 選擇並且返回操作數的數據類型。（只得到其類型，但不計算實際表達式的值）

decltype(f()) sum=x;
decltype(ci) y=0;

• 對於引用，decltype比較特殊，一般來說，引用初始化之後，我們對其調用就是調用引用對象；在這裏，decltype的對象如果是引用，那麼返回的類型是引用類型，而不是引用對象的類型。

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• C++的一些規範：

  • 爲了確保各個類中定義一致，類通常定義在頭文件中；
  • 頭文件通常包含那些只能被定義一次的實體，如類，const變量；（#ifdef #endif）

• 預處理器（preprocessor）：在編譯之前執行的一段程序。

  • 預處理器能夠配合頭文件保護符來使頭文件只引用一次。
  • 頭文件保護符依賴於預處理變量。預處理變量有兩種狀態：已定義/未定義。#define可以定義一個預處理變量（已定義），#fidef當且僅當變量定義且成真，#ifndef當且僅當變量未定義且成真，直到遇到#endif。