cin cout

• C++ 中常使用 cin 、 cout 進(jìn)行控制臺(tái)的輸入、輸出
• cin 用的右移運(yùn)算符 cout 用的是左移運(yùn)算符
• endl 是換行的意思

  int main() {
    int age;
    cin >> age;
    cout << "age is" << age << endl;
  }

函數(shù)重載

• 規(guī)則
  • 函數(shù)名相同
  • 參數(shù)個(gè)數(shù)不同，參數(shù)類型不同，參數(shù)順序不同
• 注意
  • 返回值類型與函數(shù)重載無關(guān)
  • 調(diào)用函數(shù)時(shí)，實(shí)參隱式類型轉(zhuǎn)換可能會(huì)產(chǎn)生二義性
• 本質(zhì)
  • 采用了 name mangling 或者叫 name decoration 技術(shù)
  • C++ 編譯器默認(rèn)會(huì)對(duì)符號(hào)名（變量名、函數(shù)名等）進(jìn)行改編、修飾，有些地方翻譯為“命名傾軋”
  • 重載時(shí)會(huì)生成多個(gè)不同的函數(shù)名，不同編譯器（ MSVC 、 g++g++）有不同的生成規(guī)則
  • 通過 IDA 打開 【 VS_Release_ 禁止優(yōu)化 】 可以看到

extern “C”

• 被 extern "C” 修飾的代碼會(huì)按照 C 語言的方式去編譯

extern "C" {
  void func() {
    cout << "func()" << endl;
  }

  void func(int a) {
    cout << "func(int a) " << a << endl;
  }
}

• 如果函數(shù)同時(shí)有聲明和實(shí)現(xiàn)， 要讓函數(shù)聲明被 " extern " 修飾 ，函數(shù)實(shí)現(xiàn)可以不修飾

  extern "C" void func();
  extern "C" void func(int a);
  
  extern "C" {
    void func() {
  
    }
  
    void func(int a) {
  
    }
  }
  
  

• 由于 C 、 C++ 編譯規(guī)則的不同，在 C 、 C++ 混合開發(fā)時(shí)，可能會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)以下操作, C++ 在調(diào)用 C 語言 API 時(shí)，需要使用 extern " 修飾 C 語言的函數(shù)聲明

extern-c.png

• 有時(shí)也會(huì)在編寫 C 語言代碼中直接使用 extern “C” ，這樣就可以直接被 C++ 調(diào)用

  extern-c1.png

volidate 關(guān)鍵字

• 不論何時(shí)都從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，不使用編譯器的優(yōu)化后的值

默認(rèn)參數(shù)

• C++ 允許函數(shù)設(shè)置默認(rèn)參數(shù)，在調(diào)用時(shí)可以根據(jù)情況省略實(shí)參。規(guī)則如下：
  • 默認(rèn)參數(shù)只能按照右到左的順序
  • 如果函數(shù)同時(shí)有聲明、實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)參數(shù)只能放在函數(shù)聲明中
  • 默認(rèn)參數(shù)的值可以是常量、全局符號(hào)（全局變量、函數(shù)名）
• 函數(shù)重載、默認(rèn)參數(shù)可能會(huì)產(chǎn)生沖突、二義性（建議優(yōu)先選擇使用默認(rèn)參數(shù)）

內(nèi)聯(lián)函數(shù)（inline function)

• 使用 inline 修飾函數(shù)的聲明或者實(shí)現(xiàn)，可以使其變成內(nèi)聯(lián)函數(shù)
  • 建議聲明和實(shí)現(xiàn)都增加 inline 修飾
• 特點(diǎn)
  • 編譯器會(huì)將函數(shù)調(diào)用直接展開為函數(shù)體代碼
  • 可以減少函數(shù)調(diào)用的開銷
  • 會(huì)增大代碼體積
• 注意
• 盡量不要內(nèi)聯(lián)超過 10 行代碼的函數(shù)
• 有些函數(shù)即使聲明為 inline ，也不一定會(huì)被編譯器內(nèi)聯(lián)，比如遞歸函數(shù)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏

• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)和宏，都可以減少函數(shù)調(diào)用的開銷
• 對(duì)比宏，內(nèi)聯(lián)函數(shù)多了語法檢測(cè)和函數(shù)特性
• 思考以下代碼的區(qū)別

#define sum (x) (x +
inline int sum( int x ) { return x + x ;
int a = 10; sum(a++);

引用（Reference)

• 在 C 語言中，使用指針（ Pointer ）可以間接獲取、修改某個(gè)變量的值
• 在 C++ 中，使用引用（ Reference ）可以起到跟指針類似的功能

    int age = 20;
    int &rage = age;
  

• 注意點(diǎn)
  • 引用相當(dāng)于是變量的別名（基本數(shù)據(jù)類型、枚舉、結(jié)構(gòu)體、類、指針、數(shù)組等，都可以有引用）
  • 對(duì)引用做計(jì)算，就是對(duì)引用所指向的變量做計(jì)算
  • 在定義的時(shí)候就必須初始化，一旦指向了某個(gè)變量，就不可以再改變，“從一而終”
  • 可以利用引用初始化另一個(gè)引用，相當(dāng)于某個(gè)變量的多個(gè)別名
  • 不存在 【 引用的引用、指向引用的指針、引用數(shù)組 】
• 引用存在的價(jià)值之一：比指針更安全、函數(shù)返回值可以被賦值

const

• const 是常量的意思，被其修飾的變量不可修改
  • 如果修飾的是類、結(jié)構(gòu)體（的指針），其成員也不可以更改
  • 以下 5 個(gè)指針分別是什么含義？

    int age = 10;
    const int *p0 = &age;
    int const *p1 = &age;
    int * const p2 = &age;
    const int * const p3 = &age;
    int const * const p4 = &age;
  

  • 上面的指針問題可以用以下結(jié)論來解決：
    • const 修飾的是其右邊的內(nèi)容

   int age = 10;
   int score = 20;
   /*
     *p0 = 20; // 失敗, 不能改變指向變量的值
     p0 = &score; // 成功，可以改變指針的指向
    */
   const int *p0 = &age;
   /*
    *p1 = 20; // 失敗, 不能改變指向變量的值
    p1 = &score; // 成功，可以改變指針的指向
    */
   int const *p1 = &age;
   /*
    *p2 = 20; // 成功, 可以改變改變指向變量的值
    p2 = &score; // 失敗，不能改變指針的指向
    */
   int * const p2 = &age;
   /**
    *p3 = 20; // 失敗, 不能改變改變指向變量的值
    p3 = &score; // 失敗，不能改變指針的指向
    */
   const int * const p3 = &age;
   /**
    *p4 = 20; // 失敗, 不能改變改變指向變量的值
     p4 = &score; // 失敗，不能改變指針的指向
    */
   int const * const p4 = &age;
  

image.png

常引用（Const Reference)

• 引用可以被 const 修飾，這樣就無法通過引用修改數(shù)據(jù)了，可以稱為常引用

  • const 必須寫在 符號(hào)的左邊，才能算是常引用

• const 引用的特點(diǎn)

  • 可以指向臨時(shí)數(shù)據(jù)（常量、表達(dá)式、函數(shù)返回值等）
  • 可以指向不同類型的數(shù)據(jù)
  • 作為函數(shù)參數(shù)時(shí)（ 此規(guī)則也適用于 const 指針
  • 可以接受 const 和非 const 實(shí)參（非 const 引用，只能接受非 const 實(shí)參）
  • 可以跟非 const 引用構(gòu)成重載

• 當(dāng)常引用指向了不同類型的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生臨時(shí)變量，即引用指向的并不是初始化時(shí)的那個(gè)變量

數(shù)組的引用

• 常見的 2 種寫法

  int array[] = {10, 20, 30};
  int (&ref)[3] = array;
  int * const &ref2 = array;
  

引用的本質(zhì)

• 就是指針，只是編譯器削弱了它的功能，所以引用就是弱化了的指針
• 一個(gè)引用占用一個(gè)指針的大小

類

• C++ 中可以使用 struct 、 class 來定義一個(gè)類

  • struct 和 class 的區(qū)別
    • struct 的默認(rèn)成員權(quán)限是 public
    • class 的默認(rèn)成員權(quán)限是 private

  // 類的定義
  struct Person {
    // 成員變量
    int m_age;
  
    // 成員函數(shù)
    void run() {
      cout << m_age <<"run()" <<endl;
    }
  }
  
  class Person {
  public:
    int m_age;
  
    void run() {
      cout << m_age <<"run()" <<endl;
    }
  }
  
  // 訪問person對(duì)象
  Person person;
  person.m_age = 20;
  person.run();
  
  // 通過指針訪問person對(duì)象
  Person *p = &person;
  p->m_age = 30;
  p->run();
  

• 上面代碼中 person 對(duì)象、 pPerson 指針的內(nèi)存都是在函數(shù)的棧空間，自動(dòng)分配和回收的, person對(duì)象地地址就是成員變量m_age的地址

• 可以嘗試反匯編 struct 和 class ，看看是否有其他區(qū)別

• 實(shí)際開發(fā)中，用 class 表示類比較多

對(duì)象的內(nèi)存布局

• 成員變量的類型相同時(shí)，對(duì)象的內(nèi)存為所有成員變量的內(nèi)存之和
• 類型不同時(shí)，采用內(nèi)存對(duì)齊方式計(jì)算
• 空對(duì)象占用的內(nèi)存空間為：1：c++編譯器會(huì)給每個(gè)空對(duì)象分配一個(gè)字節(jié)空間，是為了區(qū)分空對(duì)象占用內(nèi)存的位置
• 每個(gè)空對(duì)象也應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的內(nèi)存地址

// 類的定義
struct Person {
  // 成員變量
  int m_id;
  int m_age;
  int m_height;

  // 成員函數(shù)
  void display() {
    cout << m_id << endl;
    cout << m_age << endl;
    cout << m_height << endl;
  }
}

Person person;
person.m_id = 10;
person.m_age = 20;
person.m_height = 30;

// 創(chuàng)建指針
Person *pPerson = (Person*)&person.m_age; // 指針指向person對(duì)象對(duì)象的第一個(gè)地址
pPerson->m_id = 40; // 相當(dāng)于是person對(duì)象的第一個(gè)地址賦值，給m_age賦值
pPerson->m_age = 50;

person.display(); //輸出 10 40 50

this

• this 是指向當(dāng)前對(duì)象的指針
• 對(duì)象在調(diào)用成員函數(shù)的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)傳入當(dāng)前對(duì)象的內(nèi)存地址
• 指向被調(diào)用的成員函數(shù)/變量所屬的對(duì)象
• 當(dāng)形參和成員變量同名時(shí)i，可用this指針區(qū)分
• 在類的非靜態(tài)成員函數(shù)中返回對(duì)象本身，可使用 return *this
• this指針的本質(zhì)是指針常量，指針的指向不可以修改的

struct Person {
  // 成員變量
  int m_id;
  int m_age;
  int m_height;

  // 成員函數(shù)
  void display() {
      cout << "m_id is " << this->m_id << endl;
      cout << "m_age is "  <<  this->m_age << endl;
      cout << "m_height is "  <<  this->m_height << endl;
  }
};

class Perosn {
 public:
     static int m_age;
     
     Perosn& addAge(int age) {
         this->m_age = age;
         return  *this;
     }
 }
 
 void testPerson() {
     Perosn p;
     p.addAge(10).addAge(10).addAge(10);
 }

封裝

• 成員變量私有化，提供公共的 getter 和 setter 給外界去訪問成員變量

struct Person {
private:
    // 成員變量
    int m_id;
public:
    int m_age;
    int m_height;

    // 成員函數(shù)
    void display() {
        cout << "m_id is " << this->m_id << endl;
        cout << "m_age is "  <<  this->m_age << endl;
        cout << "m_height is "  <<  this->m_height << endl;
    }

    void setId(int id) {
        this->m_id = id;
    }

    int getId() {
       return this->m_id;
    }
};

內(nèi)存空間的布局

memory_zone.png

• 每個(gè)應(yīng)用都有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間，其內(nèi)存空間一般都有以下幾大區(qū)域
  • 代碼段（代碼區(qū)）
    • 用于存放代碼
  • 數(shù)據(jù)段（全局區(qū)）
    • 用于存放全局變量等
    • 靜態(tài)變量
    • 存放常量（符串常量，const修飾的全局變量）
• ?？臻g
  • 存放局部變量，函數(shù)參數(shù)
  • 棧區(qū)的數(shù)據(jù)有編譯器管理開辟和釋放
  • 注意：不要返回局部變量的地址
  • 每調(diào)用一個(gè)函數(shù)就會(huì)給它分配一段連續(xù)的?？臻g，等函數(shù)調(diào)用完畢后會(huì)自動(dòng)回收這段?？臻g
  • 自動(dòng)分配和回收
• 堆空間
  • 需要主動(dòng)去申請(qǐng)和釋放
  • 由程序員分配釋放，當(dāng)程序結(jié)束時(shí)，由操作系統(tǒng)回收
  • 在C++中主要利用new在堆去開辟內(nèi)存, 利用delete釋放

堆空間

• 在程序運(yùn)行過程，為了能夠自由控制內(nèi)存的生命周期、大小，會(huì)經(jīng)常使用堆空間的內(nèi)存
• 堆空間的申請(qǐng) 釋放
  • malloc \ free
  • new \ delete
  • new [] delete[]

• 注意

  • 申請(qǐng)堆空間成功后，會(huì)返回那一段內(nèi)存空間的地址
  • 申請(qǐng)和釋放必須是 1 對(duì) 1 的關(guān)系，不然可能會(huì)存在內(nèi)存泄露

• 現(xiàn)在的很多高級(jí)編程語言不需要開發(fā)人員去管理內(nèi)存（比如 Java ），屏蔽了很多內(nèi)存細(xì)節(jié)，利弊同時(shí)存在

  • 利：提高開發(fā)效率，避免內(nèi)存使用不當(dāng)或泄露
  • 弊：不利于開發(fā)人員了解本質(zhì)，永遠(yuǎn)停留在 API 調(diào)用和表層語法糖，對(duì)性能優(yōu)化無從下手

堆空間初始化

int *p0 = (int*)malloc(sizeof(int)); //p1 未初始化
memset(p0, 0, sizeof(int*)); // 將p1的每一個(gè)字節(jié)都初始化為0
int *p1 = new int; //未初始化
int *p2 = new int(); //被初始化為0
int *p3 = new int(3); // 被初始化為5
int *p4 = new int[3]; // 數(shù)組元素未被初始化
int *p5 = new int[3](); // 3個(gè)數(shù)組元素被初始化為0
int *p6 = new int[3]{};  // 3個(gè)數(shù)組元素被初始化為0
int &p7 = new int[3]{5}; // 數(shù)組首元素被初始化為6，其他元素初始化為0

對(duì)象的內(nèi)存

• 對(duì)象的內(nèi)存可以存在于 3 種地方

  • 全局區(qū)（數(shù)據(jù)段）：全局變量
  • ?？臻g：函數(shù)里面的局部變量
  • 堆空間：動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存（ malloc 、 new 等）

  // 全局區(qū)
    Person person;
    int test() {
      // ?？臻g
      Person person;
      // 堆空間
      Person * p = new Person;
      return 0;
    }
  

構(gòu)造函數(shù)（Constructor)

• 構(gòu)造函數(shù)（也叫構(gòu)造器），在對(duì)象創(chuàng)建的時(shí)候自動(dòng)調(diào)用，一般用于完成對(duì)象的初始化工作
• 特點(diǎn)
  • 函數(shù)名與類同名，無返回值（ void 都不能寫），可以有參數(shù)，可以重載，可以有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)
  • 一旦自定義了構(gòu)造函數(shù)，必須用其中一個(gè)自定義的構(gòu)造函數(shù)來初始化對(duì)象
• 注意
  • 通過 malloc 分配的對(duì)象不會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)
• 一個(gè)廣為流傳的、很多教程 書籍都推崇的錯(cuò)誤結(jié)論
  • 默認(rèn)情況下，編譯器會(huì)為每一個(gè)類生成空的無參的構(gòu)造函數(shù)
  • 正確理解：在某些特定的情況下，編譯器才會(huì)為類生成空的無參的構(gòu)造函數(shù)

默認(rèn)情況下，成員變量的初始化

  struct Person {
         int m_age;

         Person() {
             /// 將所有成員變量清0
             memset(this, 0, sizeof(Person));
             cout << "Person()" << endl;
         }

         Person(int age) {
             m_age = age;
             cout << "Person(age)" << endl;
         }
     };

   // 全局區(qū)：成員變量初始化為0
   Person g_person0; // Person()
   Person g_person1(); // 不會(huì)調(diào)動(dòng)構(gòu)造方法，僅僅是函數(shù)的聲明
   Person g_person2(10); // Person(int)

   void test() {
      // ?？臻g：沒有初始化成員變量
      Person person0;// Person()
      Person person1(); // 不會(huì)調(diào)動(dòng)構(gòu)造方法，僅僅是函數(shù)的聲明
      Person person2(30); // Person(int)

      // 堆空間：沒有初始化成員變量
      Person * p0 = new Person;// Person()
      Person * p1 = new Person();// Person()
      Person * p2 = new Person(30); // Person(int)

      Person person1; //?？臻g（成員變量不會(huì)不被初始化）

      // 堆空間
      Person * p2 = new Person; // 成員變量不會(huì)被初始化
      Person * p3 = new Person(); // 成員變量初始化為0
      Person * p4 = new Person[3]; /// 成員變量不會(huì)被初始化
      Person * p5 = new Person[3]();//3個(gè)person對(duì)象的成員變量都初始化為0
      Person * p6 = new Person[3]{}; // 3個(gè)person對(duì)象的成員變量都初始化為0
   }

• 如果自定義了構(gòu)造函數(shù)，除了全局區(qū)，其他內(nèi)存空間的成員變量默認(rèn)都不會(huì)被初始化，需要開發(fā)人員手動(dòng)初始化

構(gòu)造函數(shù)的分類及調(diào)用

• 按參數(shù)分類：有參構(gòu)造和無參構(gòu)造
• 按類型分為: 普通構(gòu)造和拷貝構(gòu)造

三種調(diào)用方式

• 括號(hào)法

  Person p = p(10);
  

• 顯示法

  Person p = Person(10);
  

• 隱式轉(zhuǎn)換法

  Person p = 10; // 相當(dāng)于寫了 Person p = Person(10)
  

構(gòu)造函數(shù)調(diào)用規(guī)則

• 默認(rèn)情況下（有需要處理事的時(shí)候），c++編譯器至少給一個(gè)類添加3個(gè)函數(shù)
  • 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
  • 默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)
  • 默認(rèn)拷貝函數(shù)
• 如果用戶定義有參構(gòu)造函數(shù)，c++不再提供默認(rèn)無參構(gòu)造函數(shù)，但是會(huì)提供默認(rèn)的拷貝構(gòu)造
• 如果用戶定義拷貝構(gòu)造函數(shù)， c++不會(huì)再提供其他構(gòu)造函數(shù)
• 當(dāng)其他類對(duì)象作為本類成員，構(gòu)造時(shí)候先構(gòu)造類對(duì)象，再構(gòu)造自身，析構(gòu)的順序與構(gòu)造相反

析構(gòu)函數(shù)（Destructor)

• 析構(gòu)函數(shù)（也叫析構(gòu)器），在對(duì)象銷毀的時(shí)候自動(dòng)調(diào)用，一般用于完成對(duì)象的清理工作
• 特點(diǎn)
  • 函數(shù)名以 開頭，與類同名，無返回值（ void 都不能寫），無參，不可以重載，有且只有一個(gè)析構(gòu)函數(shù)
• 注意
  • 通過 malloc 分配的對(duì)象 free 的時(shí)候不會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)
  • 構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)要聲明為 public ，才能被外界正常使用

obj_mng.png