C++疑难点
什么人间绝味
无非情怀半碗
温柔几滴
往事一勺
乡愁少许
this指针
调用成员函数时，成员函数通过一个名为 this 的隐式参数来访问调用它的那个对象，用请求该函数的对象地址初始化 this ，this 的指向总是自己这个对象，所以 this 是一个常量指针
Box* get_address() //得到this的地址
{
return this;
}
Box* get_address() //得到this的地址
{
Box box;
this = &box; // error: lvalue required as left operand of assignment
return this;
}深拷贝问题
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class String{
public:
String(const char*str=nullptr);
String(const String& other);
~String();
String& operator=(const String&rhs);
private:
char* m_data;
};
String::String(const char*str){
if(str==nullptr){
m_data = new char[1];
m_data[0]='\0';
}else{
m_data = new char[strlen(str)+1];
strcpy(m_data, str);
}
}
String::~String(){
if(m_data!=nullptr){
delete[] m_data;
}
}
String& String::operator=(const String& other){
if(this == &other)
return *this;
delete[] m_data;
m_data = new char[strlen(other.m_data)+1];
strcpy(m_data, other.m_data);
return *this;
}
int main(){
return 0;
}友元函数和运算符重载
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
class MyInteger
{
public:
MyInteger() { this->num_ = 0; }
MyInteger(int num) : num_(num) {}
MyInteger operator+(const MyInteger &other)
{
MyInteger temp;
temp.num_ = this->num_ + other.num_;
// this->num_ += m.num_; // 这违反了加法运算符的语义，加法运算通常是创建一个新的对象来保存结果，而不是改变原始对象。
return temp;
}
MyInteger operator+(const int &other) // 运算符重载
{
MyInteger temp;
temp.num_ = this->num_ + other;
return temp;
}
MyInteger operator+=(const MyInteger &other)
{
MyInteger temp;
temp.num_ = this->num_ + other.num_;
return temp;
}
MyInteger operator+=(const int &other)
{
MyInteger temp;
temp.num_ = this->num_ + other;
return temp;
}
MyInteger &operator++()
{
++num_;
return *this;
}
MyInteger operator++(int)
{
MyInteger temp(*this);
num_++;
return temp;
}
MyInteger &operator=(const MyInteger &myInteger) // 注意深浅拷贝问题
{
num_ = myInteger.num_;
}
friend ostream &operator<<(ostream &out, const MyInteger &myInteger); // 重载左移运算符 没加 const ，cout << m++;报错
private:
int num_;
};
ostream &operator<<(ostream &out, const MyInteger &myInteger)
{
out << myInteger.num_;
return out;
}
void test01()
{
MyInteger m;
MyInteger m1(10);
m1 = m + m1;
cout << m << endl;
cout << m1 << endl;
}
void test02()
{
MyInteger m(1);
MyInteger m1(100);
m = m1 + m;
m1 += 10;
cout << m << " " << m1 << endl;
}
void test03()
{
MyInteger m(2);
MyInteger m1(8);
// cout << ++(++m) << " " << ++m1 << endl;
// cout << m << " ";
cout << m++;
cout << m;
}
int main()
{
// test01();
// test02();
test03();
// int a=1;
// int b=2;
// a=a+b;
// cout<<a<<" "<<b<<endl;
int c = 1;
cout << endl;
cout << c++ << endl;
cout << c << endl;
return 0;
}其中后置++运算符返回值是局部变量，不能返回&，即对象的引用，局部变量在函数运行结束后就销毁了。
类型转换运算符重载
可以实现两个类之间使用=赋值
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
};
class B{
public:
operator A(){
return A();
}
};
int main(){
A a;
B b;
a=b;
return 0;
}不能重载的运算符
.，:: ，?:，sizeof，typeid，.* 这几个运算符不能被重载
C++编译器至少给一个类提供四个函数
1、构造函数
2、析构函数
3、拷贝构造函数
4、operator= 函数
多态的实现
多态实现的前提三个条件
1、必须是共有继承
2、通过基类指针指向派生类，并且访问派生类重写的方法。
3、基类中的被重写的方法是虚函数
这种技术让父类指针有多种形态，是一种泛型技术，直到运行时才决定执行哪个版本的函数。所谓泛型技术，就是使用不变的代码来实现可变的算法。多态中没有重写的函数是没有意义的。
水能载舟，亦能覆舟。多态也涉及了安全性的问题，
首先是无法访问子类中自己的虚函数，如Base * base=new Derived(); base->f1();编译时不会通过的（其中f1()是子类自己的虚函数，父类没有）；
然后是如果父类中虚函数是private或者protected，这些函数依旧会存在于虚函数表中，可以通过多态的方式来访问。
#include <iostream>
using namespace std;
class Father
{
public:
virtual void f(){
cout<<"hello Father!"<<endl;
}
};
class Son : public Father
{
public:
void f(){
cout << "hello Son!"<<endl;
}
};
int main() {
Son s;
Father *p = &s;
p->f();
Father f;
p=&f;
p->f();
return 0;
}菱形继承的问题
继承关系画成图像一个菱形，所以就叫做菱形继承，采用虚继承来解决二义性问题。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
int n;
};
class B : virtual public A
{
};
class C : virtual public A
{
};
class D : public A
{
};
class E : public B, public C, public D
{
public:
int getn() { return B::n; }
};
int main()
{
E d;
d.B::n = 10;
d.C::n = 20;
d.D::n = 30;
cout << d.B::n << endl;
cout << d.C::n << endl;
cout << d.D::n << endl;
cout << d.getn() << endl;
return 0;
}可以先在脑子里想一下结果，然后可以运行一下看看是否与其一致，有助于理解哦。
虚析构
总的来说是为了避免内存泄漏，利用基类指针释放派生类对象的内存。也就是说，虚析构函数使得删除指向子类的父类指针时，不仅可以调用父类的的析构函数，也会调用子类的析构函数，这样就可以释放子类指针成员变量在堆中的内存，达到防止内存泄漏的目的。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CA
{
public:
CA() { cout << "CA" << endl; }
virtual void f1()
{
cout << "CA::f1( )" << endl;
// f2();
}
void f2()
{
cout << "CA::f2( )" << endl;
}
virtual ~CA()
{
cout << "~CA" << endl;
}
};
class CB : public CA
{
public:
CB() { cout << "CB" << endl; }
virtual void f1()
{
cout << "CB::f1( )" << endl;
}
void f2()
{
cout << "CB::f2( )" << endl;
}
virtual ~CB()
{
cout << "~CB" << endl;
}
};
class CC : public CB
{
public:
CC() { cout << "CC" << endl; }
void f1()
{
cout<<"CC:f1()"<<endl;
}
void f2()
{
cout << "CC:f2()" << endl;
}
virtual ~CC()
{
cout << "~CC" << endl;
}
};
int main()
{
CA *pA = new CC();
pA->f1();
delete pA;
CA *pA1 = new CB();
pA1->f1();
delete pA;
return 0;
}//注意看构造和析构的顺序，正好是相反的运用运算符delete删除一个动态对象时，是先调用析构函数还是先释放对象内存
当使用 delete 运算符删除动态分配的对象时，会先调用对象的析构函数来执行清理操作，然后再释放对象所占用的内存。
如果先释放内存而不调用析构函数，就无法确保对象所占用的资源被正确释放，可能导致内存泄漏的问题，即程序无法再访问这些内存区域，但却无法再对其进行释放，造成系统资源浪费。
g++和gcc的区别
面试的时候，问到了gcc和g++的区别，没答上来：
首先说明：gcc 和 GCC 是两个不同的东西
GCC:GNU Compiler Collection(GNU 编译器集合)，它可以编译C、C++、JAV、Fortran、Pascal、Object-C、Ada等语言。
gcc是GCC中的GNU C Compiler（C 编译器）
g++是GCC中的GNU C++ Compiler（C++编译器）
一个有趣的事实就是，就本质而言，gcc和g++并不是编译器，也不是编译器的集合，它们只是一种驱动器，根据参数中要编译的文件的类型，调用对应的GUN编译器而已，比如，用gcc编译一个c文件的话，会有以下几个步骤：
Step1：Call a preprocessor, like cpp.
Step2：Call an actual compiler, like cc or cc1.
Step3：Call an assembler, like as.
Step4：Call a linker, like ld
由于编译器是可以更换的，所以gcc不仅仅可以编译C文件
所以，更准确的说法是：gcc调用了C compiler，而g++调用了C++ compiler
gcc和g++的主要区别：
对于 .c和.cpp文件，gcc分别当做c和cpp文件编译（c和cpp的语法强度是不一样的）
对于 .c和.cpp文件，g++则统一当做cpp文件编译
使用g++编译文件时，g++会自动链接标准库STL，而gcc不会自动链接STL
gcc在编译C文件时，可使用的预定义宏是比较少的
gcc在编译cpp文件时/g++在编译c文件和cpp文件时（这时候gcc和g++调用的都是cpp文件的编译器）
关于内联函数
一般是加快程序执行速度，可能减小可执行文件大小，可能增加可执行文件大小。
速度快：当函数体较短时，内敛函数会像宏一样展开，所以执行速度比一般函数要快。但是如果函数体过大，一般的编译器会放弃内联方式，意思就是你使用内联函数，只不过是向编译器提出了一个申请，编译器可以拒绝，这个函数又会像普通函数一样，执行效率也和普通函数一样。
减小可执行文件大小：内联函数适度
增加可执行文件大小：内联函数过多
仿函数
在c++中仿函数（Functor）是一个类或者结构体，重载了函数调用运算符()，它的主要作用是提供一种更加灵活的函数对象，它可以包含状态信息，并且可以被传递给算法或者函数，从而实现定制的行为。比如实现排序准则、查找准则、谓词（就是一个bool返回值的函数）
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void Print(int val){cout<<val<<" ";}
class Print1
{
public:
void operator()(int val){cout<<val<<" ";}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(6);
v.push_back(66);
for_each(v.begin(), v.end(), Print1());
cout<<endl<<"--------------"<<endl;
for_each(v.begin(), v.end(), Print);
}
int main()
{
test01();
return 0;
}pointer-like-class的作用
pointer-like-class是指类似指针的类，这种类一般用来模拟指针的行为，但是与裸指针相比具有更多的功能和安全性，如智能指针（Smart Pointers）、迭代器（Iterators）。Smart Pointers有std::unique_ptr和std::shared_ptr、std::weak_ptr。
一：结构化程序设计方法
位运算及其运用
判断奇数还是偶数
int a=11;
int b=1;
if(b&a){
cout << "is odd" <<endl;
}else{
cout<< "is even" <<endl;
}取出指定的位
int a=0b11101101;
int b=0b1111;
cout << bitset<sizeof(char)*8>(a&b)<<endl;判断是否为2的整数幂（0b10 0000 & 0b01 1111），结果是0，说明是2的整数幂。
int x = 64;
int y = x - 1;
cout << ((x & y) ? "no" : "yes") << endl;指针数组与指向数组的指针的概念与使用
a是一个指向含有三个int型数据数组的指针（如有int p[3]; a指向p是可以的 ）
a1是一个函数三个int*型数据的数组（如a1可以初始化为{&b, &c, &d}）;
#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;
#define sz(type) cout<<sizeof(type)<<endl;
int main(){
int b=10, c=1, d=2;
int (*a)[3];
int* a1[3];
cout<<typeid(a).name()<<endl;
sz(a);
sz(a1);
sz(a1[0]);
sz(*a)
sz(a[0][0])
return 0;
}引用的分类与使用
1、初始化，定义引用时需要加&，
int a=1;
int &b=a;//相当于给a取了一个别名2、作为函数参数传递，c++在函数参数中传递数组时，直接变成了指针，因为如果将数组传递过去需要将值一个一个拷贝过去，增加了函数调用的开销，所以在 C++ 中，我们有了一种比指针更加便捷的传递聚合类型数据的方式，那就是引用（Reference），通过这种方式传过去减少了生成副本的消耗。
void swap(int &a, int &b){
int temp=a;
a=b;
b=temp;
}3、作为函数返回值来传递，例如重载左移运算符，需要输出多个内容就需要返回引用。
#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;
#define sz(type) cout << sizeof(type) << endl;
int function1(int &aa) // 以返回值的方法返回函数值
{
return aa;
}
int &function2(int &aa) // 以引用方式返回函数值
{
return aa;
}
int main()
{
int a = 10;
// 第一种情况，系统生成要返回值的副本（即临时变量）
int b = function1(a); // function1()的返回值先储存在一个a的副本中，
// 然后再把副本赋值给b
// 第二种情况，报错
// function1(a) = 20;// function1()的返回值为临时变量，不能赋值（即不能为左值）
// 第三种情况，系统不会生成返回值的副本
function2(a) = 20; // OK 此时a的值变成了20
cout<<a<<endl;
}重载左移运算符，返回引用才会连续输出两个值；
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
int x_, y_;
Point(int x, int y) : x_(x), y_(y) {}
friend ostream &operator<<(ostream &os, const Point &p)
{
os << p.x_ << " " << p.y_ << endl;
return os;
}
};
int main()
{
Point p(1, 2);
cout<<p<<p;
return 0;
}变量的作用域和生命周期
c++的内存主要分为一下几个部分：栈区、堆区、全局区（静态区）、文字常量区、程序代码区。
全局变量
存储在静态内存分配区，整个程序的生命周期都可以使用，其他文件使用关键字extern也可以使用
局部变量
存储在栈区，与函数共存亡
全局静态变量
与全局变量类似，也是存储在静态内存分配区，生命周期与整个程序同在，不过不能再其他文件使用。
局部静态变量
也是存储在静态内存分配区，调用函数后便一直存在，只不过只能在函数内可见。
类型别名与类型推断
1、别名：typedef、using
2、推断：auto、decltype
STL顺序容器
vector：视作可变大小的数组，可随机访问，在非尾部的位置插入比较慢
deque：双端队列，支持随机访问，在头尾位置插入和删除比较快
list：双向链表，支持双向顺序访问（rbegin()、rend()），在 list 任意位置插入和删除都比较快
forward_list：单向链表，只能单向顺序访问，在 forward_list 的任意位置插入和删除都比较快
array：固定大小的数组，支持随机访问，不能添加或者删除元素
string：与 vector 类似，专门保存字符串，随机访问快，在尾部插入和删除快
STL关联容器
map：键值对，一对一，基于红黑树，对关键字进行排序
set：只保存关键字，不重复
multimap：关键字可以重复的 map ，即一对多，如统计数学课的学生成绩
multiset：保存可以重复的关键字
unordered_map：键值对，一对一，基于哈希值，不对键值对进行排序
unordered_set：只保存关键字，不排序
unordered_multimap：键值对，一对多，基于哈希值
unordered_multiset：保存可以重复的关键字，不排序
STL容器适配器
包括：stack、queue、priority_queue
stack 和 queue 基于deque实现， priority_queue 基于 vector 实现
流对象
包括输入流对象（ostream，如std::cin，从键盘读取数据），输出流对象（istream，如std::cout，向屏幕写入数据）
还有文件输入流对象（ifstream，使用 std::ifstream 来创建对象，将数据从文件中读取出来），文件输出流对象（ofstream，使用 std::ofstream 来创建对象，将数据写入文件）
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
void test01()
{
ofstream file;
file.open("text.txt", ios::out);
file << "xinm" << endl;
file << "namji" << endl;
file.close();
}
void test02()
{
ifstream ifile;
ifile.open("text.txt", ios::in);
if(ifile.is_open()){
char buf[1024];
while(ifile >> buf)
{
cout<< buf<<endl;
}
}
ifile.close();
}
int main()
{
test02();
return 0;
}使用二进制流读写文件
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
class Person
{
public:
// Person(char name[], int age):name_(name), age_(age){}
char name_[20];
int age_;
};
void test01()
{
ofstream file;
file.open("text.txt", ios::out | ios::binary);
Person p = {"hhhhh", 18};
file.write((const char *)&p, sizeof(p));
file.close();
}
void test02()
{
ifstream ifile;
ifile.open("text.txt", ios::in | ios::binary);
if (ifile.is_open())
{
// 1
// char buf[1024];
// while(ifile >> buf)
// {
// cout<< buf<<endl;
// }
// 2
// char buf[1024];
// while (ifile.getline(buf, sizeof(buf)))
// {
// cout << buf << endl;
// }
// 3
// string buf;
// while(getline(ifile, buf)){
// cout << buf <<endl;
// }
Person p;
ifile.read((char *)&p, sizeof(p));
cout << p.name_ << p.age_ << endl;
}
ifile.close();
}
int main()
{
test02();
return 0;
}从txt文件中读出的以空格为间隔的数字，并排序
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <fstream>
using namespace std;
void readFromTxt(char* path, vector<int> &v){
ifstream iFile;
iFile.open(path, ios::in);
if(iFile.is_open()){
string s;
while(iFile>>s){
// v.push_back(s[0]-'0');
cout << s << endl;
int num=0;
for(int i=0; i<s.size(); i++){
num=num*10+s[i]-'0';
}
v.push_back(num);
}
}
cout << "v" << endl;
for(auto i:v){
cout << i<< endl;
}
}
void selectSort(vector<int> &v){
int n=v.size();
for(int i=0; i<n; i++){
int min=i;
for(int j=i+1; j<n; j++){
if(v[j]<v[min]) min=j;
}
swap(v[i], v[min]);
}
}
void testReadFromTxt(){
char* path="a.txt";
vector<int> v;
readFromTxt(path, v);
selectSort(v);
cout << "v" << endl;
for(auto i: v){
cout << i << endl;
}
}
int main(){
testReadFromTxt();
return 0;
}异常处理的构造和析构函数
若在 try 中抛出异常，在转到 catch 前，会对有关对象进行析构
#include <iostream>
using namespace std;
//异常处理的构造和析构函数
class Student{
private:
string name;
int sno;
public:
Student(string name1,int sno1)
{
name=name1;
sno=sno1;
}
~Student()
{
cout<<"Destruct Student:"<<sno<<endl;
}
void checkSno()
{
if(sno==0)
{
throw sno;
}
else
{
cout<<name<<":"<<sno<<endl;
}
}
};
int main()
{
try
{
Student a("pink",1);
a.checkSno();
Student b("floyd",0); //构造对象
b.checkSno(); //抛出异常跳到catch语句块中
}
catch(int)
{
cout<<"error:sno=0!"<<endl;
}
return 0;
}可以看到上面这段代码的输出结果是先对a、b析构然后再转到catch输出内容。
类模板与继承
要注意继承的时候要加上基类的类型
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
class Base
{
public:
T c;
};
template<class T>
class Deri: public Base<T>
{
public:
T a;
};
int main()
{
Deri<int> d;
d.a=4;
d.c=6;
cout <<d.Base::c<<endl;
// cout << sizeof(Deri<int>)<<endl;
return 0;
}继承时不能被继承的函数
包括：构造函数、拷贝构造函数、析构函数，注意：operator=函数是可以被继承的
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class A{
public:
A(){
}
A(int price, int weight):price_(price), weight_(weight){
}
A& operator=(const A& a){
cout << "operator=1" << endl;
}
private:
int price_;
int weight_;
};
class B: public A{
public:
B(int price, int weight):price_(price), weight_(weight){
}
private:
int price_;
int weight_;
};
int main(){
// A a1(1,0);
// A a2;
// a2=a1;
B b1(10,0),b2(2,0);
b2=b1;
return 0;
} 上面说明operator=函数被继承下去了。
静态数据成员的只能在类外初始化
类内定义，类外初始化一次，然后在整个程序运行期间都可以存在
原因
1、静态成员变量存储在静态存储区域内，在编译阶段就为他们分配内存空间，
2、静态成员变量是类级别的，他在所有类实例中是公有的，如果允许在类内部初始化，就可能导致每个实例都有一个独立的副本
3、这样可以避免多次初始化
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <vector>
#include <math.h>
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(int x, int y) : x_(x), y_(y)
{
}
void setX(int val)
{
x_ = val;
}
void setY(int val)
{
y_ = val;
}
int getX() const
{
return x_;
}
int getY() const
{
return y_;
}
private:
int x_;
int y_;
};
class Circle
{
public:
Circle(int x, int y, int r) : center_(x, y), r_(r)
{
num_++;
cout << "Circle number: " << getNum() << endl;
;
}
static int getNum()
{
return num_;
}
friend double getDistance(const Circle &c1, const Circle &c2);
private:
static int num_;
Point center_;
int r_;
};
int Circle::num_ = 0;
double getDistance(const Circle &c1, const Circle &c2)
{
double x=double(c2.center_.getX()-c1.center_.getX());
double y=double(c2.center_.getY()-c1.center_.getY());
return sqrt(x*x + y*y);
}
void testCircle()
{
Circle c1(1, 2, 3);
Circle c2(4, 6, 2);
cout << getDistance(c1, c2) << endl;
}
int main()
{
testCircle();
return 0;
}处理字符和字符串的输入输出操作
输出函数：
- putc()：将一个字符写入到指定的文件流中。
- puts()：将一个字符串写入到标准输出流（屏幕）中，并自动添加换行符。
- printf()：格式化输出函数，用于以指定格式将数据打印到标准输出流（屏幕）中。
- fputc()：将一个字符写入到指定的文件流中。
- fputs()：将一个字符串写入到指定的文件流中。
- fprintf()：格式化输出函数，用于以指定格式将数据打印到指定的文件流中。
输入函数：
- getc()：从指定的文件流中读取一个字符。
- gets()：从标准输入流（键盘）中读取一行字符串，并存储到指定的字符数组中。
- scanf()：格式化输入函数，用于从标准输入流（键盘）中读取指定格式的数据。
- fgetc()：从指定的文件流中读取一个字符。
- fgets()：从指定的文件流中读取一行字符串，并存储到指定的字符数组中。
- fscanf()：格式化输入函数，用于从指定的文件流中读取指定格式的数据。
运算符的短路效果
在C语言中，逻辑与运算符 && 和逻辑或运算符 || 属于短路逻辑运算符。这意味着当使用这两个运算符进行条件判断时，如果第一个操作数的值已经能够确定整个表达式的值，那么就不会再对第二个操作数进行求值，从而实现了“短路”效果。
具体来说：
- 对于逻辑与运算符
&&，当第一个操作数为假（0）时，整个表达式的值已经确定为假，此时不会再对第二个操作数进行求值，直接返回假。 - 对于逻辑或运算符
||，当第一个操作数为真（非0）时，整个表达式的值已经确定为真，此时不会再对第二个操作数进行求值，直接返回真。
