C++ Primer学习笔记

2019-4-17 12:31:29 编写记录如下；

第1章开始

std::cin 中的循环流使用

参考链接：while(cin » num)循环输入问题 C++ cin输入流详细用法;C++怎么解决输入两行数据的;C++从键盘读入数组并存储

C++ 中可以使用while(std::cin >> value){//Code }的方式来进行循环数据的读入，直到没有输出为止；示例代码如下：

/*
输入样例： 3 4 5 6
输出 ： Sum is :18
 */

#inlude <iostream>
int main()
{
    int sum =0;value=0;
    //循环读取数据

    while(std::cin>>value){
        sm+=value;
    }
    std::out<<"Sum is:"<<sum<<std:endl;
    return 0;
}

注意：

当键盘向程序中输入数据时，对于文件结束；Windows是Ctrl+Z然后 Enter或者Return;UNIX 中是Ctrl+D 然后再加enter;
当缓冲区中有残留数据时，std::cin会直接去读取缓冲区的数据而不会请求键盘输入。重要的是，回车符也会被存在输入缓冲区中。
当程序中有多个等待循环输入时，需要使用cin.clear()来重置循环状态，方便再次输入;

第二章变量和基本类型

C++变量和基本类型

C++中的基本类型

参考链接：C/C++中基本数据类型所占内存大小;C/C++中基本数据类型在不同系统中所占空间大小;

C++中定义了算术类型(arithmetic type)和空类型(void)在内的基础数据结构算术类型表如下：

类型	含义	最小尺寸
bool	布尔类型	未定义
char	centered	8位
wchart_t	宽字符	16位
chart16_t	Unicode字符	16位
chart32_t	Unicode字符	32位
short	短整型	16位
int	整型	16位
long	长整型	32位
long long	长整型	64位
float	单精度浮点数	6位有效数字
double	双精度浮点数	10位有效数字
long double	扩展精度浮点数	10位有效数字

注意：

关于不同类型，字节内存分配的问题，不同的操作系统存在不同的内存分配策略；因此不一定按照上面的进行分配(倍数规则和整圆规则)；详细内容参看参考链接。
对于C++中的字节对齐内容需要重点考虑(C++ 字节对齐的总结(原因和作用);C/C++ 字节对齐;从硬件到语言，详解C++的内存对齐（memory alignment）);
c++中除去布尔类型和扩展的字符类型之外，其它类型可以划分为带符号的(signed)和无符号的(unsigned)两种；无符号仅能表示大于0的值。器字节内存分配也有所不同；（C/C++ unsigned 详细探讨）;

C++中的声明和定义

C++中使用分离式编译机制，允许每个文件被单独编译；为了支持这种模式；C++语言将声明和定义区分开来；声明(declaration) 使得名字为程序所知；定义（definition）负责创建与名字关联的实体。如果想要声明一个变量而非定义它，就在变量名字前添加关键字extern;而且不要显示的初始化变量：

extern int i ;//声明i 而非定义i

int j;//声明并定义j

C++中的类型转换：

C++中的类型转换分为显式转换和隐式转换2种；显式转换直接在代码中注明其转换类型;如double a=1.002;int i=(int)a;将类型进行显式转换；同时也存在隐式转换；如int i=10/1.0;其中10/1.0即包含隐式的int到double的转换，=又进行了一次double到int的隐式转换；隐式转换在编码规范中不推荐；应该劲量使用显式转换；

bool b=42;      //b为真

int i=b;        //i的值为1

i=3.14;         //i的值为3

double pi=i;    //pi的值为3.0

unsigned char c=-1; //假设char占a比特，c的值为255

signed char c2=256; //假设char:占8比特，c2的值是未定义的

当数字加减超过数据类型的取值范围的时候，就会按照位运算进行取模，输出结果是取模之后的结果（C++ 带符号和无符号char类型赋值超出表示范围的情况）；

例如：8比特大小的unsigned char可以表示0至255区间内的值，如果我们赋了一个区间以外的值，则实际的结果是该值对256（总数）取模后所得的余数。因此，把-1赋给8比特大小的unsigned char所得的结果是255，使用2种方法计算：

有整数a和b，a对b进行取模或取余运算

1、求整数商：c=a/b

取模运算在计算商值向负无穷方向舍弃小数位

取余运算在计算商值向0方向舍弃小数位

2、计算模或者余数：r=a-(c*b)

取模运算遵循尽可能让商小，取余运算遵循尽可能让余数的绝对值小。因此，取模和取余的结果不同。

mod为取模，rem为取余，取模和取余所得的结果在a和b(同为整数) 符号相同的时候是相等的

当a和b符号一致时，求模运算和求余运算所得的c的值一致，因此结果一致。但是当符号不一致的时候，结果不一样。

具体来说，求模运算结果的符号和b一致，求余运算结果的符号和a一致

在本例中，将-1和256带入a和b，c=-1/256，向负无穷方向舍弃小数得-1，计算得r=255.

计算机中带符号的整数采用二进制的补码进行存储; 正数的补码等于其二进制编码; 负数的补码等于其绝对值的二进制编码，取反，再加1; 在本例中，-1的绝对值是1，二进制编码为0000 0001，取反加1就是1111 1111; unsigned是无符号数，会把1111 1111看成正数，刚好是255的二进制编码。

unsigned u=10;
int i=-42;
std::cout<<i+i<<std::endl; //正确：输出32

std::cout<<u+i<<std::endl; //如果int占32位，输出4294967264
//上面讲-42转化为unsigned int 负数转化为无符号函数，类似于直接给无符号数赋值一个负值；等于这个负数加上无符号数的模。  

unsigned ul=42,u2=10;
std::cout<<u1-u2<<std::endl;//正确：输出32；

std::cout<<u2-u1<<std::endl;//正确：不过，结果是取模后的值；

GCC编译器32位机和64位机各个类型变量所占字节数

C类型	32位机器(字节)	64位机器(字节)
`char`	1	1
`short`	2	2
`int`	4	4
`long int`	4	8
`long long`	8	8
`char *`	4	8
`float`	4	4
`double`	8	8

字面常量值：

字面常量值就是常量；如10/*十进制*/；014/*八进制*/；0x14/*十六进制*/；包含整数和字符；C++11标准中允许使用{}进行数据对象的初始化，但是C++98中并不允许；例

vector<int > main_test={1,2,3};

C++中的关键字

参考链接： C++关键字详解;

C++中存在预定义的关键字；如下图所示

C++关键字表格

注：上表中为C++98/03中的63个关键字，其中红色标注为C语言中的32个关键字。C++11中有73个关键字，新增加的10个为：alignas、alignof、char16_t、char32_t、constexpr、decltype、noexpect、nullptr、static_assert、thread_local

asm _asm是一个语句的分隔符。不能单独出现，必须接汇编指令。一组被大括号包含的指令或一对空括号。例：
```
_asm
{
  mov al,2
  mov dx,0xD007
  out al,dx
}
```
也可以在每个汇编指令前加_asm
```
  _asm mov al,2
  _asm mov dx,0xD007
  _asm out al,dx
```

auto auto关键字会根据初始值自动推断变量的数据类型。不是每个编译器都支持auto。例：

 auto  x = 7;  //使用整数7对变量x进行初始化，可推断x为int型。

 auto  y=1.234;  //使用浮点数1.234对变量y进行初始化，可推断y为double型。

*_cast 即 const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、static_cast。 C++类型风格来性转换。const_cast删除const变量的属性，方便赋值；dynamic_cast用于将一个父类对象的指针转换为子类对象的指针或引用；reinterpret_cast将一种类型转换为另一种不同的类型；static_cast用于静态转换，任何转换都可以用它，但他不能用于两个不相关的类型转换。
bool、true、false

bool即为布尔类型，属于基本类型中的整数类型，取值为真和假。true和false是具有布尔类型的字面量，为右值，即表示真和假。注：字面量：用于表达源代码中一个固定值的表示法。

break、cotinue、goto break用于跳出for、while循环或switch语句。continue用于调到一个循环的起始位置。goto用于无条件跳转到函数内得标号处。一般情况不建议使用goto，风险较大。
switch、case、default switch分支语句的起始，根据switch条件跳转到case标号或defalut标记的分支上。
catch、throw、try 用于异常处理。try指定try块的起始，try块后的catch可以捕获异常。异常由throw抛出。throw在函数中还表示动态异常规范。 8、char、wchar_t 表示字符型和宽字符型这些整数类型（属于基本类型），但一般只专用于表示字符。char（和signed char、unsigned char一起）事实上定义了字节的大小。char表示单字节字符，wchar_t表示多字节字符。
const、volatile const和volatile是类型修饰符，语法类似，用于变量或函数参数声明，也可以限制非静态成员函数。const表示只读类型（指定类型安全性，保护对象不被意外修改），volatile指定被修饰的对象类型的读操作是副作用（因此读取不能被随便优化合并，适合映射I/O寄存器等）。
- volatile:
  - 当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中，以后再取变量值时，就直接从寄存器中取值。
  - 优化器在用到volatile变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存到寄存器里的备份。 volatile适用于多线程应用中被几个任务共享的变量。
struct、class、union 用于类型声明。class是一般的类类型。struct在C++中是特殊的类类型，声明中仅默认隐式的成员和基类访问限定与class不同（struct是public，class是private）。union是联合体类型。满足特定条件类类型——POD struct或POD union可以和C语言中的struct和union对应兼容。注：POD类型（Plain Old Data）,plain—代表普通类型，old—代表可以与C语言兼容。
new、delete new、delete属于操作符，可以被重载。new表示向内存申请一段新的空间，申请失败会抛出异常。new会先调用operator new函数，再在operator new函数里调用malloc函数分配空间，然后再调构造函数。delete不仅会清理资源，还会释放空间。delete县调用析构函数，其次调用operator delete函数，最后在operator delete函数里面调用free函数。malloc申请内存失败会返回空。free只是清理了资源，并没有释放空间。
do、for、while 循环语句的组成部分，C和C++都支持这3种循环。
数值类型，如 int、double、float、short、long、signed、unsigned 　　signed和unsigned作为前缀修饰整数类型，分别表示有符号和无符号。signed和unsigned修饰char类型，构成unsigned char和signed char，和char都不是相同的类型；不可修饰wchar_t、char16_t和char32_t。其它整数类型的signed省略或不省略，含义不变。signed或unsigned可单独作为类型，相当于signed int和unsigned int。　　double和float专用于浮点数，double表示双精度，精度不小于float表示的浮点数。long double则是C++11指定的精度不小于double的浮点数。
if和else 条件语句的组成部分。if表示条件，之后else表示否定分支。
enum 构成枚举类型名的关键字。
explicit 该关键字的作用就是避免自定义类型隐式转换为类类型。
export 　　使用该关键字可实现模板函数的外部调用。对模板类型，可以在头文件中声明模板类和模板函数；在代码文件中，使用关键字export来定义具体的模板类对象和模板函数；然后在其他用户代码文件中，包含声明头文件后，就可以使用该这些对象和函数。
extern 当出现extern "C"时，表示 extern "C"之后的代码按照C语言的规则去编译；当extern修饰变量或函数时，表示其具有外部链接属性，即其既可以在本模块中使用也可以在其他模块中使用。
friend 友元。使其不受访问权限控制的限制。例如，在1个类中，私有变量外部是不能直接访问的。可是假如另外1个类或函数要访问本类的1个私有变量时，可以把这个函数或类声明为本类的友元函数或友元类。这样他们就可以直接访问本类的私有变量。
inline 内联函数，在编译时将所调用的函数代码直接嵌入到主调函数中。各个编译器的实现方式可能不同。
mutable 　　mutable也是为了突破const的限制而设置的。被mutable修饰的变量，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中。
namespace 　　C++标准程序库中的所有标识符都被定义于一个名为std的namespace中。命名空间除了系统定义的名字空间之外，还可以自己定义，定义命名空间用关键字namespace，使用命名空间时用符号::指定。
operator　　和操作符连用，指定一个重载了的操作符函数，比如，operator+。
public、protected、private 这三个都为权限修饰符。public为公有的，访问不受限制；protected为保护的，只能在本类和友元中访问；private为私有的，只能在本类、派生类和友元中访问。
register 　　提示编译器尽可能把变量存入到CPU内部寄存器中。
return：return表示从被调函数返回到主调函数继续执行，返回时可附带一个返回值，由return后面的参数指定。return通常是必要的，因为函数调用的时候计算结果通常是通过返回值带出的。如果函数执行不需要返回计算结果，也经常需要返回一个状态码来表示函数执行的顺利与否（-1和0就是最常用的状态码），主调函数可以通过返回值判断被调函数的执行情况.
static：可修饰变量（静态全局变量，静态局部变量），也可以修饰函数和类中的成员函数。static修饰的变量的周期为整个函数的生命周期。具有静态生存期的变量，只在函数第一次调用时进行初始化，在没有显示初始化的情况下，系统把他们初始化微0.
sizeof 返回类型名或表达式具有的类型对应的大小。
template 声明一个模板，模板函数，模板类等。模板的特化。
this 每个类成员函数都隐含了一个this指针，用来指向类本身。this指针一般可以省略。但在赋值运算符重载的时候要显示使用。静态成员函数没有this指针。
typedef typedef声明，为现有数据类型创建一个新的名字。便于程序的阅读和编写。
virtual 声明虚基类，虚函数。虚函数=0时，则为纯虚函数，纯虚函数所在的类称为抽象类。
typeid typeid是一个操作符，返回结果为标准库种类型的引用。
typename typename关键字告诉编译器把一个特殊的名字解释为一个类型。
using (1)、在当前文件引入命名空间，例using namespace std; (2)、在子类中使用，using声明引入基类成员名称。
void 特殊的”空”类型，指定函数无返回值或无参数。

复合类型

C++中的复合类型是指基于其他类型定义的类型；C++语言中基本的复合类型有：引用(&)和指针(*);

引用(&)主要是为对象起了另外一个名字；注意引用类型的初始值必须是一个对象。

指针

指针(*)也是间接指向另外一种类型的复合类型；但其相对引用有一下不同点： * 指针本身是一个对象，允许对指针赋值和拷贝;而且在指针的声明周期内它可以先后指向几个不同的对象 * 指针无需在定义时赋值。和其它的内置类型一样，在块作用域内定义的指针如果没有初始化，也将拥有一个不确定的值。指针操作中&操作符，表示取地址作用

  int ival=42;
  int *p=&ival;//p存放变量ival的地址,即p指针指向ival;

指针的值：

指向一个对象
指向紧邻对象所占空间的下一个位置
空指针，意味着指针没有指向任何对象
无效指针，上述情况之外的其它值。注意：
如果指针指向了一个对象；则允许使用解应用符*来访问对象。
对于指针变量，初始化时可以使用NULL来方便内存分配判断；但是在C++11标准中对象指针使用nullptr;对于未初始化的int 等基本数据类型可以使用NULL;

void* 指针

void* 指针是C语言中的保留项目，它是一种特殊的指针类型；可以用于存放任意对象的地址；但是因为void* 指针的不确定性，也意味着我们无法确定能够在这个对象上进行哪些操作。注意：

  int* p1,p2;//p1指向int的指针；p2是int类型 

  int** pi//一个指向int指针的指针

const 关键字

const * int 和int const、const int cosnt、const int &

参考链接：const int、const int *、int *cosnt、const int * const、const int &的区别;

int const * :该指针变量指向的是常量，即该指针变量的内容可以改变，但是该内容指向的内容不可改变！;即底层const(常量指针)；（其与const int *相同）；
int *const:声明该指针变量为常变量，即指针变量里面的内容不可改变，但是该内容指向的内容可以改变;即为常指针。
const int * cosnt:指向一个内容不可变的指针，且指向对象地址不能变；
const int &:在引用前面加上const，代表该引用为常引用，即被引用的对象不可改变。若是在形参中使用，则不可达到在函数里面修改变量值的目的。

const关键字修饰的变量会在编译的时候将定义的字符串替换掉，为了提高编译效率和防止文件冲突，默认状态下const对象仅在文件内有效；注意：

const是变量的值无法改变（有待商榷）；static是指变量直接在堆上分配内存，内存不会销毁，但是值可以改变；
当某一个文件中的const变量希望它能够在其它文件之间共享的时候；即在一个问价中定义const，而在其它多个文件中使用它，需要在const关键字前添加extern关键字；

我们始终记住若const限定符在*之前，则const限定的是*ptr而不限定ptr。也就是说，ptr可以改变其所指向的对象，但不能通过该指针修改其所指向对象的值。

若const限定符在*之后，则const限定的是ptr而不限定*ptr。也就是说，ptr不可以改变其所指向的对象，但能通过该指针修改其所指向对象的值。

若在之前有const限定符且在之后也有const限定符，则ptr与*ptr都被限定。也就是说，ptr既不可以改变其所指向的对象，也不能通过该指针修改其所指向对象的值。

只要在*之后有const 限定符，则该指针在声明时必须初始化。

constexpr和常量表达式

常量表达式:（const expression）是指不会改变并且在编译过程中就能得到计算结果的表达式；一个对象/表达式是不是常量表达式；由它的数据类型和初始值共同决定。例：

const int max_files=20;//max_files 是常量表达式

const int limit=max_files+1;//limit 是常量表达式

int staff_size=27;//staff_size 不是常量表达式

const int sz=get_size();//运行时才知道值，因此不是常量；

constexpr变量 C++11允许将变量声明为constexpr类型以便由编译器来验证变量的值是否是一个常量表达式。声明为constexpr的变量移动是一个产量，而且必须用常量表达式初始化：

constexpr int mf=20;//20是常量表达式

constexpr int limit=mf+1;//mf+1是常量表达式

constexpr int sz=size();//只有当size是一个constexpr函数时才是一条正确的声明语句

指针和constexpr 在constexpr声明中如果定义了一个指针，限定符constexpr仅对指针有效，与指针所指对象无关；

const int *p=nullptr;//p是一个指向整型常量的指针

constexpr int *q=nullptr;//q是一个指向整数的常量指针；constexpr把她所东一的对象置为了顶层const

类型别名typedef关键字

typedef int my_int:将int 取别名为my_int;
typede 函数：定义函数类型(常用语C语言中；C++慎用)；例：

typedef long SetStringPtr(char *);//预定于函数输入输出类型

typedef long GetStringPtr(char *, long);//预定于函数输入输出类型

typedef struct {
   SetStringPtr * SetString;//初始化函数指针

   GetStringPtr * GetString;//初始化函数指针
   DWORD          count;
   char           buffer[80];
} IExample;
//实例化函数
long SetString(char * str)
{
   return(0);
}

IExample * example;//使用结构体对象

example->SetString = SetString;//使用函数；

auto关键字；

auto关键字在C++11中得到了广泛使用；但是他是基于C++模板类型推断的，因此需要慎重使用；多用于循环迭代中；例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(int arc,char const *argv[])
{
    std::vector<int> v={1,1,12,3};
    for(auto temp : v){
        std::cout<<temp<<'\t'<<std::endl;;
    }
    return 0;
}

decltype类型指示符

decltype 是C++11新引入的关键字，帮助从表达式推断定义的变量的类型。注意：

decltype 处理顶层const和引用的方式与auto有些许不同；
如果decltype使用的表达式不是一个变量，则decltype返回表达式结果对应的类型，当有时返回一个引用类型的时候；表达式的结果对象，能够作为一条赋值语句的左值。
dectype((variable))(注意是双层括号)的结果永远是引用，而decltype(variable)结果只有当variable本身就是一个引用时才是。

const int ci=0,&cj=ci;
decltype(cj) x=0;//x 类型是const int

decltype(cj) y=x;//y的类型是const int&,y绑定到变量x

decltype(cj) z;//错误，z是一个引用必须初始化

//decltype 的结果可以是引用类型

int i=42，*p=&i,&r=i;
decltype(r+0) b;//加法的结果是int，因此b是一个（未初始化的）int

decltype(*p) c;//错误：c是int&,必须初始化

C++ Primer 学习笔记 (一)

C++ Primer 学习记录 (一)

C++ Primer学习笔记

第1章开始

std::cin 中的循环流使用

第二章变量和基本类型

C++变量和基本类型

C++中的基本类型

C++中的声明和定义

C++中的类型转换：

字面常量值：

C++中的关键字

复合类型

指针

void* 指针

const 关键字

const * int 和int const、const int cosnt、const int &

constexpr和常量表达式

类型别名typedef关键字

auto关键字；

decltype类型指示符

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第二章 变量和基本类型

C++变量和基本类型

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void* 指针

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const * int 和int *const、const int * cosnt、const int &

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