c++ 知識點整理

Section 1

命名空間

三種方式

using std::cout;//全部文件使用的cout來自std

std::cout << "hello" << std::endl;//用的地方指定

using namespace std;//把std所有的命名空間全部引入

定義一個命名空間
07 using聲明和using編譯指令

對C語言增強的地方

在c++中，變量可以隨用，隨定義；C一般要求定義在前面；
c中對全局變量重複定義，會解釋爲一個是聲明；c++會報錯
struct student在c中定義變量要加上struct；在c++中不用（把他當成類處理）直接student s1
對於函數在c中不寫返回值（默認是int），不會報錯；c++強制要寫
在c中可以傳多餘的參數
增加了bool類型
三目運算符在c++中可以當左值：返回的值變量的引用
const的增強：針對直接賦值（通過指針，全局變量都不能改，局部變量c可以改，c++改的是臨時變量的值，本身沒有改）
- 對const修飾的變量取地址的時候，會分配臨時內存（一般來說分配了內存就可以通過指針改，但是這個臨時的內存改了沒有意義）
- const前加入關鍵字external後也會分配內存，（這裏通過指針改會報錯）
- 使用變量初始化const的變量可以通過指針修改
- 自定義的數據類型也可以通過指針修改
- c中的const可以改（針對直接賦值）
- 編譯器看到a就會到文字常量區的符號表找到key值爲a的value替代，類似於宏定義，不同的是宏定義是在預處理階段，const處理是在編譯階段
- 枚舉的增強：c中可以用int表示（含義不清）

引用的基本語法

int &是引用的數據類型，就是別名；
通過引用，在函數傳參的時候可以用引用做形參接收，迴避了傳指針的麻煩；
引用的本質：int *const p（常指針，內容可變，p值不變）
引用一定要定義的時候初始化，跟const一樣
引用的大小和指針一樣
int *const p=&a
有關常指針：數組爲例
引用作爲函數的返回值：
引用作爲返回值，不要返回局部變量的引用
如果是在堆上開闢的，或者是static定義的局部變量可以返回
函數可以作爲左值（如果函數返回值是指針，他也是返回的是數值，不能作爲左值，但是引用可以）
指針引用
- 避免了二級指針操作中容易出錯
const 修飾引用（可以通過指針修改）
- 引用用在形參上（可以不用開闢新的空間），但是爲了防止誤操作改變外面的量，可以加上const：

內聯函數

如果反覆多次調用一個函數，就會有多次進出棧的操作，爲了避免這個開銷。引入內聯函數
內聯函數的作用類似於宏函數（但是宏函數不會檢查語法錯誤。，是在預處理階段做的，沒有語法檢查的能力）
內聯函數是編譯階段做的，有語法的檢查能力，本質就是在調用處，原處展開。（但是不會無限展開，如果代碼量太大，爲了避免過於佔用內存，還是會進出棧操作，比如在inline里加個1000次的循環），一般用在一兩行代碼，要反覆運行的位置（犧牲空間換時間）
成員函數一般都很短，他們都隱藏了關鍵字inline

進入18

函數的默認參數以及佔位參數

帶默認參數
函數的聲明和實現只能有一個有默認參數
函數的佔位參數：符號重載用
函數重載（不是複寫）

原理：編譯器針對不同的函數，修改了函數名

externC

因爲c++獨有的函數重載機制，編譯器會修改函數名（方便找到函數），所以在c++編譯器上運行c++代碼要加上一下帶條件宏定義：

c語言的結構體不做類型的檢測，完全只是內存大小相同即可，只是檢測指針的步長。導致不同的結構體，只要內存分配相同，可以同樣傳遞：

例如一個函數要求傳入的結構他爲person但是另一個結構體dog內存分配與人相同也可以傳入該函數。
c語言中結構體裏只能放屬性，不能放行爲（函數，要函數指針纔行）

c++中struct和class區別就是默認權限不同，struct默認public，class默認private（class相比struct增加了權限控制）

Section 2 類相關

構造函數和析構函數

編譯器自動調用
編譯器自動生成空的無參構造和析構
在公共作用域下
構造：沒有返回值，也不用寫void，跟類名寫法一樣，可以重載
析構：函數名前加~
拷貝構造函數（就是拷貝一個對象）：傳的是同類對象的引用，防止修改要加const
- 要用&接收，不用的話就是值傳遞。要新創建對象，就進入了無限的循環
調用：
- 括號法：
- 顯示法：
- 注意點：
- 隱式法：
拷貝構造函數的調用時機
- 當傳值的時候，形參就是調用了拷貝構造函數：Person p=p1（隱式法）
- 以值的方式返回局部對象
構造函數的調用規則

深拷貝與淺拷貝

淺拷貝的時候只拷貝了指針，這樣在釋放的時候，其他有拷貝構造函數創建出來的對象p2先釋放了指針，而本對象p1再釋放就會崩潰；解決方法就是深拷貝：

重寫系統默認的拷貝構造函數（系統只會簡單的值拷貝）：

初始化列表

用來初始化屬性
explicit關鍵字使用
new和delete運算符：完成了開闢空間，調用構造函數（賦值），判斷的複合工作
- new
  
  區別
- 注意事項：
- 利用new創建數組

靜態成員

爲什麼要在類外初始化：
- 因爲如果沒有創建對象，類裏面的代碼不會運行；
- 編譯期（分配了空間）
- 這個時候如果用類名訪問就會報錯（沒有值）
- 但是私有的靜態成員，可以不用賦值，類外通過類名也訪問不到，但是可以在類外賦值
訪問方式
單例模式：
- 私有有參構造和拷貝構造
- 加了作用域：可以視爲是在類內部執行的，所以能訪問私有構造；

C++對象模型初探-成員變量和成員函數分開存儲

this指向被調用成員函數所屬的對象

編譯器編譯的時候，把this指針已經加入了：

- 空指針訪問成員函數
- 也可以訪問沒用用到this 的成員函數；否則會崩潰

常函數和常對象

加上關鍵字mutable
常對象
- 常對象不能調用普通的成員函數，只能調用常函數。

友元

全局函數作爲友元函數
- 在類中用friend關鍵字+全局函數的聲明，就能訪問該類內部的私有屬性
友元類
- 友元類不一定有傳遞性，可逆性
- 類內的函數，可以放在類外部實現，加上命名空間就行
  
  同樣：
同理也可以是指成員函數，作爲另一個類的友元；

數組類封裝

運算符重載

加運算符：分別利用成員函數，和全局函數
左移運算符重載
- 要用全局函數實現
- 返回引用是爲了鏈式編程
遞增運算符重載++
前置++：一般放在成員函數，考慮到一直要操作，所以要返回引用，例如：++（++a）
- - 後置++：返回的是臨時變量，本體內部已經記錄了；臨時變量方法調用完會回收，所以不能返回引用；
由於後置++產生了臨時副本，所以爲了效率考慮，推薦日常使用前置++；
指針運算符重載-智能指針
賦值運算符重載
[]運算符重載
關係運算符重載
函數調用運算符重載
不要重載邏輯與和邏輯或符號：因爲沒法實現短路的效果

Section 3

繼承和派生

語法：class 子類：繼承方式：父類
繼承方式
- protected 子類內可以訪問，其他地方不可訪問
- private 只有自己類內可以訪問

繼承中的對象模型

繼承中的構造和析構

子類默認走父類的無參構造，但是可以利用初始化列表指定要走的父類構造函數(類似於java中的super)：
子類不繼承父類的構造函數和析構函數，只有父類才知道怎麼樣構造和析構自己的屬性
繼承中的同名成員處理
繼承中的同名靜態成員處理
多繼承的語法
菱形繼承問題以及解決
使用虛繼承處理兩份數據的問題（二義性，浪費內存）
虛繼承的內部工作原理剖析
- 一旦使用了虛繼承，那麼內部之前綁定的變量就會變成指針，指向一個表，表中的內容就會根據子類是否重寫而覆蓋

多態相關

-動態聯編，通過虛函數實現-

多態原理
多態的好處（計算器案例）
- 把要幹什麼和怎麼幹分開
有純虛函數的類，也叫抽象類
- 純虛函數子類一定要重寫
- 純虛函數跟java的抽象函數類似；
虛析構和純虛析構
虛析構：當子類有的屬性是創建在堆區上的，那麼就要重寫析構函數，爲了子類delete的時候能夠調用到，父類的析構函數應該寫成虛析構；
純虛析構和純虛函數不同：由於父類的析構函數一定會被調用（父類自己也有屬性可能在堆區，自己也要釋放），所以要有函數體；但是純虛函數已經=0，所以函數體寫在外面；
純虛析構有了之後，也變成了抽象類；
向上向下類型轉換
重寫、重載、重定義；
- 重定義：

泛型編程

模板技術

引用傳遞的時候原名的類型和別名的類型一定要一致，編譯器不會自己幫你轉（例如char 轉 int），但是普通的傳遞會轉
模板使用：編譯器推導出來了也行；推不出來就要指定（比如：函數都沒有參數的時候）

函數模板和普通函數的區別以及調用規則
- 區別：
  
  -規則：
模板機制
- 函數模板通過傳入的T的類型生成了模板函數（編譯器內部生成的）
- 模板的侷限性以及解決：不能真的針對每一個類型

類模板

與函數模板的區別：
- 類模板不能使用自動類型推導，必須顯示指定
- 類模板中的類型可以有默認參數（默認什麼類），函數模板不行；
泛型編程：體現在模板技術；特點是將類型參數化；
類模板中的成員函數創建時機
- 類模板的成員函數，並不是一開始就創建出來的，而是在運行階段，傳入了T的具體類型才創建出來的；
類模板作爲函數參數
類模板碰到繼承的問題以及解決
- 子類創建的時候必須要知道父類模板T是什麼類型，否則無法給父類分配內存（因爲要走子類父類的構造）
- 如果子類是具體類（不是類模板），那就指定父類T的類型
- 如果子類是類模板，那麼把自己的一個泛型交給父類就行：
類模板的類外實現
類模板的分文件編寫問題以及解決
類模板碰到友元函數
類模板案例—數組類封裝
- 需要注意的是，自定義對象的數組初始化前，會先初始化自定義對象（走無參的默認構造0），自定義類裏的有參構造會默認刪掉無參構造（所以自己手動補上）

類型轉換-靜態類型和動態類型轉換

- 自定義類型支持繼承類對象的，指針，引用間的轉換；
- 沒有繼承關係的不支持

動態轉換（嚴謹）
- 不安全或者丟失精度都不讓轉
類型轉換-常量類型
- 不允許把非指針或者非引用做const_cast轉換（不能把常量轉成變量）
重新解釋類型轉換（不安全，不建議用）

Section 4

異常的基本語法
- 爲什麼要有異常：c中的返回值判斷有缺陷（可能是異常，也可能是正常值）
拋出自定義異常：跟java不一樣，不用繼承exception的父類
棧解旋
異常的接口聲明
異常變量的生命週期
- 值的方式接受對象，會調用拷貝構造
- 用引用接受
用指針接收，匿名對象走完本行沒有變量接收就會回收，指針就變成野指針（接收匿名對象的地址沒有用）
異常變量如果拋出有接收的話，在拋出的函數體內創建的對象不會釋放(即使是創建在棧上，創建在堆上的更不會)，他的生命週期跑到了catch的函數體裏；不像函數返回值（會在本函數結束的時候釋放棧裏的內容），理解：一個拋字，拋出去了就不規我管了。
異常的多態使用
- 繼承基類異常，由基類異常的引用接受
使用C++系統標準異常類
編寫自己的異常類（繼承系統的）
- char* 不可以直接賦值給string，要通過構造函數string（char*）
標準輸入流
理解：cin就是鍵盤的緩衝區（輸入的數據現在緩衝區，cin.get就是在這個緩衝區拿）；同理cout也有緩衝區，endl會刷新緩衝區，並加上\n換行符；
標準輸出流
格式化輸出（成員函數法）
- 控制符法：
文件的讀寫
- 寫：
- 讀