class Stu
{public:
static int age;
private:
static int height;
};
//初始化靜態(tài)成員變量
int Stu::age = 19;
int Stu::height = 180;
int main()
{cout<
因為類的聲明可能會在多處引用,每次引用都會初始化一次,分配一次空間。這和靜態(tài)變量只能初始化一次,只有一個副本沖突,因此靜態(tài)成員變量只能類外初始化。
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在頭文件中定義靜態(tài)變量是否可行?不可行,在頭文件中定義的一個static變量,對于包含該頭文件的所有源文件,實質(zhì)上在每個源文件內(nèi)定義了一個同名的static變量。造成資源浪費,可能引起bug
靜態(tài)變量什么時候初始化初始化只有一次,但是可以多次賦值,在主程序之前,編譯器已經(jīng)為其分配好了內(nèi)存。
靜態(tài)局部變量和全局變量一樣,數(shù)據(jù)都存放在全局區(qū)域,所以在主程序之前,編譯器已經(jīng)為其分配好了內(nèi)存,但在C和C++中靜態(tài)局部變量的初始化節(jié)點又有點不太一樣。
在C中,初始化發(fā)生在代碼執(zhí)行之前,編譯階段分配好內(nèi)存之后,就會進行初始化,所以我們看到在C語言中無法使用變量對靜態(tài)局部變量進行初始化,在程序運行結(jié)束,變量所處的全局內(nèi)存會被全部回收。
而在C++中,初始化時在執(zhí)行相關(guān)代碼時才會進行初始化,C++標準定為全局或靜態(tài)對象是有首次用到時才會進行構(gòu)造,并通過atexit()來管理。在程序結(jié)束,按照構(gòu)造順序反方向進行逐個析構(gòu)。所以在C++中是可以使用變量對靜態(tài)局部變量進行初始化的。
常量類型也稱為const類型,使用const修飾變量或者對象
在C中,const的作用為:const int a = 10; //常量定義時,必須初始化
const char* GetString()
{//...
}
int main()
{char *str = GetString();//錯誤,str沒被const修飾
const char *str = GetString();//正確
}
const int & add(int &a , int &b)
{//..
}
int main()
{add(a,b) = 4;//錯誤,const修飾add的返回引用,不能做左值
}
進行類型檢查,使編譯器對處理內(nèi)容有更多了解。
避免意義模糊的數(shù)字出現(xiàn),類似宏定義,方便對參數(shù)進行修改。
保護被修飾的內(nèi)容,防止被意外修改
為函數(shù)重載提供參考
class A
{void f(int i){...} //非const對象調(diào)用
void f(int i) const {...}//const對象調(diào)用
}
5.節(jié)省內(nèi)存
6.提高程序效率(編譯器不為普通const常量分配存儲空間,而保存在符號表中。稱為一個編譯期間的常量,沒有存儲和讀內(nèi)存的操作)
修飾一般常量
修飾對象
修飾常指針
const int *p;
int const *p;
int *const p;
const int *const p;
修飾常引用
修飾函數(shù)的參數(shù)
修飾函數(shù)返回值
修飾類的成員函數(shù)
修飾另一文件中引用的變量
extern const int j;
常量指針(const 修飾常量,const在*的左邊)
const int *p = &a; // const修飾int,指針的指向可以修改,但是指針指向的值不能改
int const *p;//同上
p = &b;//正確
*p = 10;//錯誤
指針常量(const修飾指針,const在*的右邊)
int *const p = &a;//const修飾指針,指針的指向不可以改,但是指針指向的值可以改
*p = 10;//正確
p = &b;//錯誤
const都修飾指針和常量(指針和常量都不能修改)
const int *const p;
int const *const p;
static
const
不考慮類的情況
const常量在定義時必須初始化,之后無法更改
const形參可以接收const和非const類型的實參,例如// i 可以是 int 型或者 const int 型void fun(const int& i){ //…}
考慮類的情況
補充一點const相關(guān):const修飾變量是也與static有一樣的隱藏作用。只能在該文件中使用,其他文件不可以引用聲明使用。 因此在頭文件中聲明const變量是沒問題的,因為即使被多個文件包含,鏈接性都是內(nèi)部的,不會出現(xiàn)符號沖突
1.3 switch語句中case結(jié)尾是否必須加break**一般必須在case結(jié)尾加break。**因為通過switch確認入口點,一直往下執(zhí)行,直到遇見break。否則會執(zhí)行完這個case后執(zhí)行后面的case,default也會執(zhí)行。 注,switch(c),c可以是int、long、char等,但是不能是float
1.4 volatile 的作用volatile 關(guān)鍵字是一種類型修飾符,用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改,比如:操作系統(tǒng)、硬件或者其它線程等。
**是一個調(diào)試程序使用的宏。**定義在中,用于判斷是否出現(xiàn)非法數(shù)據(jù)。括號內(nèi)的值 為false(0),程序報錯,終止運行。
ASSERT(n != 0);// n為0的時候程序報錯
k = 10/n;
ASSERT()在Debug中有,在Release中被忽略。 ASSERT()是宏,assert()是ANSCI標準中的函數(shù),但是影響程序性能。
1.6 枚舉變量的值計算#includeint main()
{enum {a,b=5,c,d=4,e};
printf("%d %d %d %d %d",a,b,c,d,e);
return 0;
}
輸出為 0 5 6 4 5
1.7 字符串存儲方式char str1[] = "abc";
char str2[] = "abc";
char *str3 = "abc";
char *str4 = "abc";
char *str5 = (char*)malloc(4);
strcpy(str5,"abc");
char *str6 = (char*)malloc(4);
strcpy(str6,"abc");
內(nèi)存高地址 | 棧區(qū) |
---|---|
堆區(qū) | |
全局/靜態(tài)區(qū) (.bss段 .date段) | |
常量區(qū) | |
內(nèi)存低地址 | 代碼區(qū) |
臨時創(chuàng)建的局部變量存放在棧區(qū)。
函數(shù)調(diào)用時,其入口參數(shù)存放在棧區(qū)。
函數(shù)返回時,其返回值存放在棧區(qū)。
const定義的局部變量存放在棧區(qū)。
堆區(qū)用于存放程序運行中被動態(tài)分布的內(nèi)存段,可增可減。
malloc函數(shù)分布的內(nèi)存,必須用free進行內(nèi)存釋放,否則會造成內(nèi)存泄漏。
未初始化的全局變量存放在.bss段。
初始化為0的全局變量和初始化為0的靜態(tài)變量存放在.bss段。
.bss段不占用可執(zhí)行文件空間,其內(nèi)容有操作系統(tǒng)初始化。
已經(jīng)初始化的全局變量存放在.data段。
靜態(tài)變量存放在.data段。
.data段占用可執(zhí)行文件空間,其內(nèi)容有程序初始化。
const定義的全局變量存放在.rodata段。
字符串存放在常量區(qū)。
常量區(qū)的內(nèi)容不可以被修改。
相同點
不同點
new / delete 是C++運算符,malloc / free是C/C++語言標準庫函數(shù)
new自動計算要分配的空間大小,malloc需要手工計算
malloc和free返回的是void類型指針(必須進行類型轉(zhuǎn)換),new和delete返回的是具體類型指針。
new是類型安全的,malloc不是。例如:
int *p = new float[2]; //編譯錯誤
int *p = (int*)malloc(2 * sizeof(double));//編譯無錯誤
malloc / free需要庫文件支持,new / delete不用
new是封裝了malloc,直接free不會報錯,但是這只是釋放內(nèi)存,而不會析構(gòu)對象
不是的,被free回收的內(nèi)存會首先被ptmalloc使用雙鏈表保存起來,當用戶下一次申請內(nèi)存的時候,會嘗試從這些內(nèi)存中尋找合適的返回。這樣就避免了頻繁的系統(tǒng)調(diào)用,占用過多的系統(tǒng)資源。同時ptmalloc也會嘗試對小塊內(nèi)存進行合并,避免過多的內(nèi)存碎片。
1.13 C++中幾種類型的newplain new
言下之意就是普通的new,就是我們常用的new,在C++中定義如下:
void* operator new(std::size_t) throw(std::bad_alloc);
void operator delete(void *) throw();
plain new在空間分配失敗的情況下,拋出異常std::bad_alloc而不是返回NULL
#include#includeusing namespace std;
int main()
{try
{char *p = new char[10e11];
delete p;
}
catch (const std::bad_alloc &ex)
{cout<< ex.what()<< endl;
}
return 0;
}
//執(zhí)行結(jié)果:bad allocation
nothrow new
nothrow new在空間分配失敗的情況下是不拋出異常,而是返回NULL,定義如下:
void * operator new(std::size_t,const std::nothrow_t&) throw();
void operator delete(void*) throw();
#include#includeusing namespace std;
int main()
{char *p = new(nothrow) char[10e11];
if (p == NULL)
{cout<< "alloc failed"<< endl;
}
delete p;
return 0;
}
//運行結(jié)果:alloc failed
placement new
這種new允許在一塊已經(jīng)分配成功的內(nèi)存上重新構(gòu)造對象或?qū)ο髷?shù)組。placement new不用擔心內(nèi)存分配失敗,因為它根本不分配內(nèi)存,它做的唯一一件事情就是調(diào)用對象的構(gòu)造函數(shù)。定義如下:
void* operator new(size_t,void*);
void operator delete(void*,void*);
使用placement new需要注意兩點:
palcement new的主要用途就是反復使用一塊較大的動態(tài)分配的內(nèi)存來構(gòu)造不同類型的對象或者他們的數(shù)組
placement new構(gòu)造起來的對象數(shù)組,要顯式的調(diào)用他們的析構(gòu)函數(shù)來銷毀(析構(gòu)函數(shù)并不釋放對象的內(nèi)存),千萬不要使用delete,這是因為placement new構(gòu)造起來的對象或數(shù)組大小并不一定等于原來分配的內(nèi)存大小,使用delete會造成內(nèi)存泄漏或者之后釋放內(nèi)存時出現(xiàn)運行時錯誤。
#include#includeusing namespace std;
class ADT{int i;
int j;
public:
ADT(){i = 10;
j = 100;
cout<< "ADT construct i="<< i<< "j="<cout<< "ADT destruct"<< endl;
}
};
int main()
{char *p = new(nothrow) char[sizeof ADT + 1];
if (p == NULL) {cout<< "alloc failed"<< endl;
}
ADT *q = new(p) ADT; //placement new:不必擔心失敗,只要p所指對象的的空間足夠ADT創(chuàng)建即可
//delete q;//錯誤!不能在此處調(diào)用delete q;
q->ADT::~ADT();//顯示調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
delete[] p;
return 0;
}
//輸出結(jié)果:
//ADT construct i=10j=100
//ADT destruct
delete p ,為消除一個對象。
delete[]時,數(shù)組中的元素按逆序的順序進行銷毀;
new在內(nèi)存分配上面有一些局限性,new的機制是將內(nèi)存分配和對象構(gòu)造組合在一起,同樣的,delete也是將對象析構(gòu)和內(nèi)存釋放組合在一起的。allocator將這兩部分分開進行,allocator申請一部分內(nèi)存,不進行初始化對象,只有當需要的時候才進行初始化操作。
1、 在標準C庫中,提供了malloc/free函數(shù)分配釋放內(nèi)存,這兩個函數(shù)底層是由brk、mmap、munmap這些系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)的;
2、 brk是將數(shù)據(jù)段(.data)的最高地址指針_edata往高地址推,mmap是在進程的虛擬地址空間中(堆和棧中間,稱為文件映射區(qū)域的地方)找一塊空閑的虛擬內(nèi)存。這兩種方式分配的都是虛擬內(nèi)存,沒有分配物理內(nèi)存。在第一次訪問已分配的虛擬地址空間的時候,發(fā)生缺頁中斷,操作系統(tǒng)負責分配物理內(nèi)存,然后建立虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存之間的映射關(guān)系;
3、 malloc小于128k的內(nèi)存,使用brk分配內(nèi)存,將_edata往高地址推;malloc大于128k的內(nèi)存,使用mmap分配內(nèi)存,在堆和棧之間找一塊空閑內(nèi)存分配;brk分配的內(nèi)存需要等到高地址內(nèi)存釋放以后才能釋放,而mmap分配的內(nèi)存可以單獨釋放。當最高地址空間的空閑內(nèi)存超過128K(可由M_TRIM_THRESHOLD選項調(diào)節(jié))時,執(zhí)行內(nèi)存緊縮操作(trim)。在上一個步驟free的時候,發(fā)現(xiàn)最高地址空閑內(nèi)存超過128K,于是內(nèi)存緊縮。
4、 malloc是從堆里面申請內(nèi)存,也就是說函數(shù)返回的指針是指向堆里面的一塊內(nèi)存。操作系統(tǒng)中有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表。當操作系統(tǒng)收到程序的申請時,就會遍歷該鏈表,然后就尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點,然后就將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除,并將該結(jié)點的空間分配給程序。
1.16 malloc、realloc、calloc的區(qū)別malloc函數(shù)
void* malloc(unsigned int num_size);
int *p = malloc(20*sizeof(int));申請20個int類型的空間;
calloc函數(shù)
void* calloc(size_t n,size_t size);
int *p = calloc(20, sizeof(int));
省去了人為空間計算;malloc申請的空間的值是隨機初始化的,calloc申請的空間的值是初始化為0的;
realloc函數(shù)
void realloc(void *p, size_t new_size);
給動態(tài)分配的空間分配額外的空間,用于擴充容量。
變量的聲明有兩種情況:
一種是需要建立存儲空間的。例如:int a 在定義的時候就已經(jīng)建立了存儲空間。
另一種是不需要建立存儲空間的。 例如:extern int a 其中變量a是在別的文件中定義的。
總之就是:把建立空間的聲明成為“定義”,把不需要建立存儲空間的成為“聲明”。
在C語言的頭文件中,對其外部函數(shù)只能指定為extern類型,C語言中不支持extern "C"聲明,在.c文件中包含了extern "C"時會出現(xiàn)編譯語法錯誤。**所以使用extern "C"全部都放在于cpp程序相關(guān)文件或其頭文件中。
C++中調(diào)用C代碼:
//xx.h
extern int add(...)
//xx.c
int add(){}
//xx.cpp
extern "C" {#include "xx.h"
}
C調(diào)用C++函數(shù)
//xx.h
extern "C"{int add();
}
//xx.cpp
int add(){}
//xx.c
extern int add();
1.19 C++中,explicit的作用explicit阻止隱式轉(zhuǎn)換
隱式轉(zhuǎn)換
String s1 = "hello";
//進行隱式轉(zhuǎn)換,等價于
String s1 = String("hello");
explicit阻止隱式轉(zhuǎn)換
class Test1
{public:
Test1(int n){num = n }
private:
int num;
}
class Test2
{public:
explicit Test2(int n){num = n }
private:
int num;
}
int main()
{Test1 t1 = 1; //正確,隱式轉(zhuǎn)換
Test2 t2 = 1;//錯誤,禁止隱式轉(zhuǎn)換
Test2 t2(1); //正確,可與顯示調(diào)用
}
C++中的異常處理機制主要使用try、throw和catch三個關(guān)鍵字
#includeusing namespace std;
int main()
{double m = 1, n = 0;
try {cout<< "before dividing."<< endl;
if (n == 0)
throw - 1; //拋出int型異常
else if (m == 0)
throw - 1.0; //拋出 double 型異常
else
cout<< m / n<< endl;
cout<< "after dividing."<< endl;
}
catch (double d) {cout<< "catch (double)"<< d<< endl;
}
catch (...) {cout<< "catch (...)"<< endl;
}
cout<< "finished"<< endl;
return 0;
}
//運行結(jié)果
//before dividing.
//catch (...)
//finished
代碼中,對兩個數(shù)進行除法計算,其中除數(shù)為0??梢钥吹揭陨先齻€關(guān)鍵字,
把一段可執(zhí)行的代碼像參數(shù)傳遞那樣傳給其他代碼,而這段代碼會在某個時刻被調(diào)用執(zhí)行,這就叫做回調(diào)。
如果代碼立即被執(zhí)行就稱為同步回調(diào),如果過后再執(zhí)行,則稱之為異步回調(diào)。
回調(diào)函數(shù)就是一個通過函數(shù)指針調(diào)用的函數(shù)。如果你把函數(shù)的指針(地址)作為參數(shù)傳遞給另一個函數(shù),當這個指針被用來調(diào)用其所指向的函數(shù)時,我們就說這是回調(diào)函數(shù)。
主函數(shù)和回調(diào)函數(shù)是在同一層的,而庫函數(shù)在另外一層。如果庫函數(shù)對我們不可見,我們修改不了庫函數(shù)的實現(xiàn),也就是說不能通過修改庫函數(shù)讓庫函數(shù)調(diào)用普通函數(shù)那樣實現(xiàn),那我們就只能通過傳入不同的回調(diào)函數(shù)
sort(),中自定義的cmp就是回調(diào)函數(shù)
mutable的中文意思是“可變的,易變的”,在C++中,mutable也是為了突破const的限制而設置的。被mutable修飾的變量,將永遠處于可變的狀態(tài),即使在一個const函數(shù)中。
class person
{int m_A;
mutable int m_B;//特殊變量 在常函數(shù)里值也可以被修改
public:
void add() const//在函數(shù)里不可修改this指針指向的值 常量指針
{m_A=10;//錯誤 不可修改值,this已經(jīng)被修飾為常量指針
m_B=20;//正確
}
}
int main()
{const person p;//修飾常對象 不可修改類成員的值
p.m_A=10;//錯誤,被修飾了指針常量
p.m_B=200;//正確,特殊變量,修飾了mutable
}
2. 內(nèi)存分配
2.1 C++內(nèi)存分配見 1.8
2.2 內(nèi)存泄漏 內(nèi)存泄露的原因內(nèi)存泄漏是指堆內(nèi)存的泄漏。使用malloc,、realloc、 new等函數(shù)從堆中分配到塊內(nèi)存,使用完后,程序必須負責相應的調(diào)用free或delete釋放該內(nèi)存塊,如果沒有釋放內(nèi)存這塊內(nèi)存就不能被再次使用,我們就說這塊內(nèi)存泄漏了
避免內(nèi)存泄露的幾種方式int a ,b;
a = strlen("\0");
b = sizeof("\0");
// a = 0 , b = 2;
sizeof()是c關(guān)鍵字,計算內(nèi)存大小,字節(jié)單位
strlen()是函數(shù),計算字符串的長度,到\0結(jié)束
sizeof是編譯確定的,strlen是運行確定的
int a,b,c;
char str[20] = "0123456789";
const char *str2 = "0123456789";
a = strlen(str);
b = sizeof(str);
c = sizeof(&str);
d = strlen(str2);
e = sizeof(str2);
// a = 10 , b = 20 , c = 4(指針大小);
// d = 10 , e = 4(指針大小)
是編譯器的一種計算手段,在空間和復雜度上的平衡,在空間浪費可接收的前提下cpu運算最快處理
32位數(shù)據(jù)傳輸是4字節(jié)(數(shù)據(jù)字長),struct進行4的倍數(shù)對其。64位數(shù)據(jù)傳輸是8字節(jié),8的倍數(shù)對其
對齊的目的是要讓數(shù)據(jù)訪問更高效,一般來說,數(shù)據(jù)類型的對齊要求和它的長度是一致的,比如,
char 是 1
short 是 2
int 是 4
double 是 8
struct Info {uint8_t a;
uint16_t b;
uint8_t c;
};
std::cout<< sizeof(Info)<< std::endl; // 6 2 + 2 + 2
std::cout<< alignof(Info)<< std::endl; // 2
//alignas將內(nèi)存對齊調(diào)整為4個字節(jié)。所以sizeof(Info2)的值變?yōu)榱?。
struct alignas(4) Info2 {uint8_t a;
uint16_t b;
uint8_t c;
};
std::cout<< sizeof(Info2)<< std::endl; // 8 4 + 4
std::cout<< alignof(Info2)<< std::endl; // 4
若alignas小于自然對齊的最小單位,則被忽略。
2.6 堆和棧的區(qū)別申請方式不同。
申請大小限制不同。
棧頂和棧底是之前預設好的,棧是向棧底擴展,大小固定,可以通過ulimit -a查看,由ulimit -s修改。
堆向高地址擴展,是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域,大小可以靈活調(diào)整。
申請效率不同。
棧由系統(tǒng)分配,速度快,不會有碎片。
堆由程序員分配,速度慢,且會有碎片。
??臻g默認是4M, 堆區(qū)一般是 1G - 4G
速度不同
毫無疑問是棧快一點。
因為操作系統(tǒng)會在底層對棧提供支持,會分配專門的寄存器存放棧的地址,棧的入棧出棧操作也十分簡單,并且有專門的指令執(zhí)行,所以棧的效率比較高也比較快。
而堆的操作是由C/C++函數(shù)庫提供的,在分配堆內(nèi)存的時候需要一定的算法尋找合適大小的內(nèi)存。并且獲取堆的內(nèi)容需要兩次訪問,第一次訪問指針,第二次根據(jù)指針保存的地址訪問內(nèi)存,因此堆比較慢。
形參變量只有在被調(diào)用時才分配內(nèi)存單元,在調(diào)用結(jié)束時, 即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。
實參可以是常量、變量、表達式、函數(shù)等, 無論實參是何種類型的量,在進行函數(shù)調(diào)用時,它們都必須具有確定的值, 以便把這些值傳送給形參。
實參和形參在數(shù)量上,類型上,順序上應嚴格一致, 否則會發(fā)生“類型不匹配”的錯誤。
函數(shù)調(diào)用中發(fā)生的數(shù)據(jù)傳送是單向的。 即只能把實參的值傳送給形參,而不能把形參的值反向地傳送給實參。
當形參和實參不是指針類型時,在該函數(shù)運行時,形參和實參是不同的變量,他們在內(nèi)存中位于不同的位置,形參將實參的內(nèi)容復制一份,在該函數(shù)運行結(jié)束的時候形參被釋放,而實參內(nèi)容不會改變。
指針變量和一般變量區(qū)別,一般變量是包含的是數(shù)據(jù),而指針變量包含的是地址
數(shù)組在內(nèi)存中是連續(xù)存放的,開辟一塊連續(xù)的內(nèi)存空間;數(shù)組所占存儲空間:sizeof(數(shù)組名);數(shù)組大小:sizeof(數(shù)組名)/sizeof(數(shù)組元素數(shù)據(jù)類型);
用運算符sizeof 可以計算出數(shù)組的容量(字節(jié)數(shù))。sizeof( p ),p 為指針得到的是一個指針變量的字節(jié)數(shù)(4),而不是p 所指的內(nèi)存容量。
編譯器為了簡化對數(shù)組的支持,實際上是利用指針實現(xiàn)了對數(shù)組的支持。具體來說,就是將表達式中的數(shù)組元素引用轉(zhuǎn)換為指針加偏移量的引用。
在向函數(shù)傳遞參數(shù)的時候,如果實參是一個數(shù)組,那用于接受的形參為對應的指針。也就是傳遞過去是數(shù)組的首地址而不是整個數(shù)組,能夠提高效率;
在使用下標的時候,兩者的用法相同,都是原地址加上下標值,不過數(shù)組的原地址就是數(shù)組首元素的地址是固定的,指針的原地址就不是固定的。
二者均可通過增減偏移量來訪問數(shù)組中的元素。
數(shù)組名不是真正意義上的指針,可以理解為常指針,所以數(shù)組名沒有自增、自減等操作。
當數(shù)組名當做形參傳遞給調(diào)用函數(shù)后,就失去了原有特性,退化成一般指針,多了自增、自減操作,但sizeof運算符不能再得到原數(shù)組的大小了。
指針加上n,為加上n個指針類型的長度
unsigned char*p1 = 0x801000;
unsigned int *p2 = 0x810000;
p1+=5;//p1 = 0x801000 + 5*1 = 0x801005;
p2+=5;//p2 = 0x810000 + 5*4 = 0x810000;
3.5 空指針、野指針和懸空指針空指針
空指針不會指向任何地方,它不是任何對象或函數(shù)的地址
int *p = NULL;
int *p2 = nullptr;
野指針
指的是沒有被初始化過的指針
int main(void) {
int* p; // 未初始化
std::cout<< *p<< std::endl; // 未初始化就被使用
return 0;
}
懸空指針
最初指向的內(nèi)存已經(jīng)被釋放了的一種指針
int main(void) { int * p = nullptr;
int* p2 = new int;
p = p2;
delete p2;
}
此時 p和p2就是懸空指針,指向的內(nèi)存已經(jīng)被釋放。繼續(xù)使用這兩個指針,行為不可預料
野指針和懸空指針的產(chǎn)生和解決野指針:指針變量未及時初始化 =>定義指針變量及時初始化,要么置空。
懸空指針:指針free或delete之后沒有及時置空 =>釋放操作后立即置空。
或使用智能指針(避免懸空指針產(chǎn)生)
返回值為指針類型的函數(shù)
#includeint* fun(int* x) //傳入指針
{int* tmp = x; //指針tmp指向x
return tmp; //返回tmp指向的地址
}
int main()
{int b = 2;
int* p = &b; //p指向b的地址
printf("%d",*fun(p));//輸出p指向的地址的值
return 0;
}
函數(shù)指針是 指向函數(shù)的指針 。主體是指針,指向的是一個函數(shù)的地址
兩種方法賦值:指針名 = 函數(shù)名; 指針名 = &函數(shù)名
#includeint add(int x,int y)
{return x + y;
}
int main()
{int (*fun) (int,int);//聲明函數(shù)指針
fun = &add; //fun函數(shù)指針指向add函數(shù)
//fun = add; //同上,等價fun = &add;
printf("%d ",fun(3,5));
printf("%d",(*fun)(4,2));
return 0;
}
需要返回函數(shù)內(nèi)局部變量的內(nèi)存的時候用指針。使用指針傳參需要開辟內(nèi)存,用完要記得釋放指針,不然會內(nèi)存泄漏。而返回局部變量的引用是沒有意義的
對??臻g大小比較敏感(比如遞歸)的時候使用引用。使用引用傳遞不需要創(chuàng)建臨時變量,開銷要更小
類對象作為參數(shù)傳遞的時候使用引用,這是C++類對象傳遞的標準方式
int *p[10]
int (*p)[10]
int *p(int)
int (*p)(int)
int *p[10]表示指針數(shù)組,強調(diào)數(shù)組概念,是一個數(shù)組變量,數(shù)組大小為10,數(shù)組內(nèi)每個元素都是指向int類型的指針變量。
int (*p)[10]表示數(shù)組指針,強調(diào)是指針,只有一個變量,是指針類型,不過指向的是一個int類型的數(shù)組,這個數(shù)組大小是10。
int *p(int)是函數(shù)聲明,函數(shù)名是p,參數(shù)是int類型的,返回值是int *類型的。
int (*p)(int)是函數(shù)指針,強調(diào)是指針,該指針指向的函數(shù)具有int類型參數(shù),并且返回值是int類型的。
值傳遞:有一個形參向函數(shù)所屬的??截悢?shù)據(jù)的過程,如果值傳遞的對象是類對象 或是大的結(jié)構(gòu)體對象,將耗費一定的時間和空間。(傳值)
指針傳遞:同樣有一個形參向函數(shù)所屬的??截悢?shù)據(jù)的過程,但拷貝的數(shù)據(jù)是一個固定為4字節(jié)的地址。(傳值,傳遞的是地址值)
引用傳遞:同樣有上述的數(shù)據(jù)拷貝過程,但其是針對地址的,相當于為該數(shù)據(jù)所在的地址起了一個別名。(傳地址)
效率上講,指針傳遞和引用傳遞比值傳遞效率高。一般主張使用引用傳遞,代碼邏輯上更加緊湊、清晰。
4. 預處理為編譯做準備工作,處理#開頭的指令
防止頭文件被重復包含和編譯。頭文件重復包含會增大程序大小,重復編譯增加編譯時間
4.2 #include< >和 #include“ ”的區(qū)別#define只能進行字符替換
無法類型檢查
由于優(yōu)先級的不同,會產(chǎn)生潛在問題
#define MAX_NUM 100+1
int a = MAX_NUM * 10;//a=110
//等價于
int a = 100 + 1 * 10;
//正確定義為
#define MAX_NUM (100+1)
int a = MAX_NUM * 10;//a=1010
無法單步調(diào)試
導致代碼膨脹
#define MIN(A,B) ( (A)<=(B)?(A):(B) )
每個括號都是必須的,如果沒有結(jié)果無法預測
4.5 #define和typdef的區(qū)別define主要用于定義常量及書寫復雜的內(nèi)容;typedef主要用于定義類型別名。
define替換發(fā)生在編譯階段之前,屬于文本插入替換;typedef是編譯的一部分。
define不檢查類型;typedef會檢查數(shù)據(jù)類型。
define不是語句,不在在最后加分號;typedef是語句,要加分號標識結(jié)束。
對指針的操作不同
#define INTPTR1 int*
typedef int* INTPTR2;
INTPTR1 p1, p2;//聲明一個指針變量p1和一個整型變量p2
INTPTR2 p3, p4;//聲明兩個指針變量p3、p4
#define INTPTR1 int*
typedef int* INTPTR2;
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
const INTPTR1 p1 = &a;//const INTPTR1 p1是一個常量指針
const INTPTR2 p2 = &b;//const INTPTR2 p2是一個指針常量
INTPTR2 const p3 = &c;//INTPTR2 const p3是一個指針常量
union
{int i;
char x[2];
}
int main()
{a.x[0] = 10;
a.x[1] = 1;
printf("%d",a.i);//輸出為266
}
其中 a.x[0]=10=00001010 ;a.x[1] = 1 = 00000001。
輸出 i 的時候,將a.x[0] a.x[1] 看作一個整數(shù),為00000001 00001010,為256+8+2 = 266
相同點
兩者都擁有成員函數(shù)、公有和私有部分
任何可以使用class完成的工作,同樣可以使用struct完成
不同點
兩者中如果不對成員不指定公私有,struct默認是公有的,class則默認是私有的
class默認是private繼承, 而struct默認是public繼承
C語言中:struct是用戶自定義數(shù)據(jù)類型(UDT);C++中struct是抽象數(shù)據(jù)類型(ADT),支持成員函數(shù)的定義,(C++中的struct能繼承,能實現(xiàn)多態(tài))
C中struct是沒有權(quán)限的設置的,且struct中只能是一些變量的集合體,可以封裝數(shù)據(jù)卻不可以隱藏數(shù)據(jù),而且成員不可以是函數(shù)
C++中,struct增加了訪問權(quán)限,且可以和類一樣有成員函數(shù),成員默認訪問說明符為public(為了與C兼容)
struct作為類的一種特例是用來自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的。一個結(jié)構(gòu)標記聲明后,在C中必須在結(jié)構(gòu)標記前加上struct,才能做結(jié)構(gòu)類型名(除:typedef struct class{};);C++中結(jié)構(gòu)體標記(結(jié)構(gòu)體名)可以直接作為結(jié)構(gòu)體類型名使用,此外結(jié)構(gòu)體struct在C++中被當作類的一種特例
int a = 2 ;
a = a<<3;//a乘上2的三次方
計算乘7倍int a = 2 ;
a = (a<<3)-a;
6.2 位操作求兩個數(shù)的平均值int a = 2 .b =3;
int c ;
c = (a&b) + ((a^b)>>1);
#includeusing namespace std;
int main()
{int a = 0x1234;
//由于int和char的長度不同,借助int型轉(zhuǎn)換成char型,只會留下低地址的部分
char c = (char)(a);
if (c == 0x12)
cout<< "big endian"<< endl;
else if(c == 0x34)
cout<< "little endian"<< endl;
}
#includeusing namespace std;
//union聯(lián)合體的重疊式存儲,endian聯(lián)合體占用內(nèi)存的空間為每個成員字節(jié)長度的大值
union endian
{int a;
char ch;
};
int main()
{endian value;
value.a = 0x1234;
//a和ch共用4字節(jié)的內(nèi)存空間
if (value.ch == 0x12)
cout<< "big endian"<
7. 編譯
7.1 main函數(shù)執(zhí)行前和執(zhí)行后的代碼
main函數(shù)執(zhí)行前(初始化系統(tǒng)相關(guān)資源)override指定了子類的這個虛函數(shù)是重寫的父類的,如果你名字不小心打錯了的話,編譯器是不會編譯通過的。
class A
{virtual void foo();
};
class B : public A
{virtual void f00(); //OK,這個函數(shù)是B新增的,不是繼承的
virtual void f0o() override; //Error, 加了override之后,這個函數(shù)一定是繼承自A的,A找不到就報錯
//virtual void foo() override; //ok,是繼承父類的虛函數(shù)
};
final不希望某個類被繼承,或不希望某個虛函數(shù)被重寫,可以在類名和虛函數(shù)后添加final關(guān)鍵字,添加final關(guān)鍵字后被繼承或重寫,編譯器會報錯。
class Base
{virtual void foo();
};
class A : public Base
{void foo() final; // foo 被override并且是最后一個override,在其子類中不可以重寫
};
class B final : A // 指明B是不可以被繼承的
{void foo() override; // Error: 在A中已經(jīng)被final了
};
class C : B // Error: B is final
{};
8.2 拷貝初始化和直接初始化當用于類類型對象時,初始化的拷貝形式和直接形式有所不同:
//語句1 直接初始化
string str1("I am a string");
//語句2 直接初始化,str1是已經(jīng)存在的對象,直接調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)對str2進行初始化
string str2(str1);
//語句3 拷貝初始化,先為字符串”I am a string“創(chuàng)建臨時對象,再把臨時對象作為參數(shù),使用拷貝構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造str3
string str3 = "I am a string";
//語句4 拷貝初始化,這里相當于隱式調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù),而不是調(diào)用賦值運算符函數(shù)
string str4 = str1;
類型安全很大程度上可以等價于內(nèi)存安全,類型安全的代碼不會試圖訪問自己沒被授權(quán)的內(nèi)存區(qū)域。有的時候也用“類型安全”形容某個程序,判別的標準在于該程序是否隱含類型錯誤。
重載是指在同一范圍定義中的同名成員函數(shù)才存在重載關(guān)系。主要特點是函數(shù)名相同,參數(shù)類型和數(shù)目有所不同,不能出現(xiàn)參數(shù)個數(shù)和類型均相同,僅僅依靠返回值不同來區(qū)分的函數(shù)。重載和函數(shù)成員是否是虛函數(shù)無關(guān)。
class A{...
virtual int fun();
void fun(int);
void fun(double, double);
static int fun(char);
...
}
重寫(覆蓋)(override)重寫指的是在派生類中覆蓋基類中的同名函數(shù),重寫就是重寫函數(shù)體,要求基類函數(shù)必須是虛函數(shù)且:
//父類
class A{public:
virtual int fun(int a){}
}
//子類
class B : public A{public:
//重寫,一般加override可以確保是重寫父類的函數(shù)
virtual int fun(int a) override{}
}
重載與重寫的區(qū)別:
隱藏指的是某些情況下,派生類中的函數(shù)屏蔽了基類中的同名函數(shù),包括以下情況:
兩個函數(shù)參數(shù)相同,但是基類函數(shù)不是虛函數(shù)。和重寫的區(qū)別在于基類函數(shù)是否是虛函數(shù)。
//父類
class A{public:
void fun(int a){cout<< "A中的fun函數(shù)"<< endl;
}
};
//子類
class B : public A{public:
//隱藏父類的fun函數(shù)
void fun(int a){cout<< "B中的fun函數(shù)"<< endl;
}
};
int main(){B b;
b.fun(2); //調(diào)用的是B中的fun函數(shù)
b.A::fun(2); //調(diào)用A中fun函數(shù)
return 0;
}
兩個函數(shù)參數(shù)不同,無論基類函數(shù)是不是虛函數(shù),都會被隱藏。和重載的區(qū)別在于兩個函數(shù)不在同一個類中。
//父類
class A{public:
virtual void fun(int a){cout<< "A中的fun函數(shù)"<< endl;
}
};
//子類
class B : public A{public:
//隱藏父類的fun函數(shù)
virtual void fun(char* a){ cout<< "A中的fun函數(shù)"<< endl;
}
};
int main(){B b;
b.fun(2); //報錯,調(diào)用的是B中的fun函數(shù),參數(shù)類型不對
b.A::fun(2); //調(diào)用A中fun函數(shù)
return 0;
}
基類指針指向派生類對象時,基類指針可以直接調(diào)用到派生類的覆蓋(重寫)函數(shù),也可以通過 :: 調(diào)用到基類被覆蓋
的虛函數(shù);
而基類指針只能調(diào)用基類的被隱藏函數(shù),無法識別派生類中的隱藏函數(shù)。
// 父類
class A {public:
virtual void fun(int a) {// 虛函數(shù)
cout<< "This is A fun "<< a<< endl;
}
void add(int a, int b) {cout<< "This is A add "<< a + b<< endl;
}
};
// 子類
class B: public A {public:
void fun(int a) override {// 覆蓋(重寫)
cout<< "this is B fun "<< a<< endl;
}
void add(int a) {// 隱藏
cout<< "This is B add "<< a + a<< endl;
}
};
int main() {A *p = new B();
p->fun(1); // 調(diào)用子類 fun 覆蓋函數(shù)
p->A::fun(1); // 調(diào)用父類 fun
p->add(1, 2);
// p->add(1); // 錯誤,識別的是 A 類中的 add 函數(shù),參數(shù)不匹配
// p->B::add(1); // 錯誤,無法識別子類 add 函數(shù)
return 0;
}
淺拷貝
淺拷貝只是拷貝一個指針,并沒有新開辟一個地址,拷貝的指針和原來的指針指向同一塊地址,如果原來的指針所指向的資源釋放了,那么再釋放淺拷貝的指針的資源就會出現(xiàn)錯誤。
深拷貝
深拷貝不僅拷貝值,還開辟出一塊新的空間用來存放新的值,即使原先的對象被析構(gòu)掉,釋放內(nèi)存了也不會影響到深拷貝得到的值。在自己實現(xiàn)拷貝賦值的時候,如果有指針變量的話是需要自己實現(xiàn)深拷貝的。
8.6 public,protected和private訪問和繼承權(quán)限 訪問權(quán)限public、protected、private 的訪問權(quán)限范圍關(guān)系:public >protected >private
繼承權(quán)限public繼承
公有繼承的特點是,基類的公有和保護,變派生類的公有和保護,基類私有不可訪問
protected繼承
保護繼承的特點是,基類的公有和保護,變派生類的保護,基類私有派生類不可訪問
private繼承
私有繼承的特點是,基類的公有和保護,變派生類的私有,基類私有派生類不可訪問
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