我学习喜欢系统化，尤其是对于发展几十年的编程语言来说更应有一个系统的认识过程，而且C++大版本不多，只有C++98、C++11、C++20目前来说比较经典，这也为我系统学习C++提供可能。首先我的C/C++基础已经遗忘过多，我想通过第五版的书学一下C++98的知识点，而《C++Primer第五版》在我读了一章之后，感觉比较适合对C++有一定了解但想要了解C++11新特性的人来读，否则上来摆一大堆概念没有循序渐进的介绍很容易让人不知所云。
预计很快过掉这本基础书，《C++Primer第五版》仍是重点，毕竟包含新版本的知识，且习题干货满满。

第3章 处理数据

3.1.8 char类型：字符和小整数

书上说C++早期版本将字符常量存储为int，故cout<<’M’这样的语句会直接输出’M’的ASCII码值，需要用cout.put()才可以正确显示字符，新版本无此问题。经测试，C++17可以直接用cout输出char类型字符。
‘a’被认为是整数类型，如果不用char来存储和int几乎没有区别，所以char*并不能指向字符常量

3.2 const限定符

image.png
重新对常量进行赋值时会报错：image.png
说明const变量和常量一样都不可以作为=运算符的左值，通过这种方式对const变量的值进行保护。

const变量必须声明时进行赋值，否则会报错image.png

cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield);
让cout输出的浮点数显示小数点后六位

第4章 复合类型

4.1 数组

sizeof如果用于数组名，则结果为数组总字节数；用于数组单个元素时，显示元素类型所占字节数

数组只有在声明时才可以使用列表初始化；
没初始化的元素将默认为0；
不清楚元素个数时可以不写数组大小，但编译器计算出的大小不一定准确。可以用sizeof计算数组大小。

4.3 string类简介

getline(cin,str)可以获取一行字符串存到string类对象str中，到空白符为止

cin>>x

  • 当x为基本类型时，使用的是istream类的成员函数
  • 当x为string类对象时，使用的是string类的友元函数

    4.4&4.5 结构体struct和共用体union

    引用：当多个基本数据类型或复合数据结构要占用同一片内存时，我们要使用联合体；当多种类型，多个对象，多个事物只取其一时（我们姑且通俗地称其为“n 选1”），我们也可以使用联合体来发挥其长处。

struct和class几乎没有区别（属性默认权限等）
记住定义后要加分号

4.6 枚举

定义一组含义明显且值固定的常量的语法，个人使用较少

4.7 指针和自由存储空间

int *p = &a;
指针指向int a，不代表指针是int；指针只存对象的地址，解引用后才是对象本身的值
OOP强调在程序运行时分配内存，所以一定要会new和delete

  1. int *p = new int;
  2. ...
  3. delete p;//只释放p指向的内存，不会删除p，p仍旧可以指向其他int变量
  • 已经释放的内存不要重复释放
  • 不是new出来的指针不要delete（空指针除外）
  • 如果new出来不delete可能导致内存泄漏或不足
  1. int *p=new int[10];
  2. ...
  3. delete [] p;
  • 不能用sizeof得出动态分配的内存大小
  • 指针的加减表示指针按照类型大小对地址进行加减，如int占4B，则int型指针++后的地址（16进制）会大4
  • 数组名和指针基本相同，只不过数组名是常量不可以修改（不变地指向数组首元素），也说明C++将数组名解释为地址

双引号字符串字面值也表示字符串首元素的地址，使用时要注意（隐式包含末尾的空字符）!（当然也包括字符数组名和指向char的指针）

4.8.4 自动存储、静态存储和动态存储

  • 自动存储/局部变量：在初始化时产生，函数结束时消亡
  • 静态变量：要么在函数外定义，要么使用static关键字
  • 动态存储：使用内存池空间（通常叫堆），生命周期不受函数控制，取决于new和delete

image.png
由于C++将字符串字面值解释为指向首字符的指针，即const char，转为int 时，说明此时指针将指向的地址看作int，但地址不变，所以输出还是首字符的地址，不过指针加一会按照int大小递增而非原本的char大小

第5章 循环和关系表达式

cout<cout跟关系表达式时，会默认转int输出0或1，但是使用cout.setf(ios_base::boolalpha)可以使cout显示true或false字面值

逗号操作符表达式的值为分号前的那个表达式的值
image.png

  • 对指针使用==判断只能输出地址是否相同，无法得出指向元素是否相同
  • 对char可以比较，因为char实际上是整型

    第6章 分支语句和逻辑操作符

    条件判断写成 if(3==number) 比 if(number==3) 更不容易犯错

冒号、逗号和||操作符都是顺序点，这些操作符前的表达式值必须已经确定才可以往下执行
如||左边如果已经为true，则不再执行右边的表达式，&&也一样

C++不支持数学上的连续不等式，必须用逻辑分开，否则真假判断会超预期

头文件对数字、字母、字符格式等写好了一系列操作

复习题

  1. 第一题的else if比if效率高无法理解
  2. 第三题

image.png
如果输入：
Hi！
Send $10 or $20 now!
结果将是image.png
注意换行符和输入流的读取问题~

第7章 函数

  • 函数原型参数列表可以不包括变量名
  • 数组名传入函数实际上是指针传递，所以对形参的改动会影响实参（数组）

    7.3.5 指针和const

    常量指针/const指针和指针常量！！！
  1. 指向常量的指针/常量指针

意思是对于此指针来说，指向的内容是常量，不可通过此指针写值，指针只可读；
但不意味着指向的内容声明是常量
所以有如下规定：禁止将const变量的地址赋给非const指针（避免通过非const指针修改const变量值）

  1. int age = 39;
  2. const int* pt = &age;
  4. *pt += 1;//非法，不可以通过const指针改变变量值
  5. cin >> *pt;//同非法

建议：形参尽量用const

  • 避免const值接受不了
  • 避免错误修改实参
  1. 指针常量
    1. int sloth = 3;
    2. const int* ps = &sloth;
    3. int* const finger = &sloth;
  • 不可通过ps改变sloth值；不可改变finger值
  • 但可以改变ps值；可以通过finger改变sloth值
  1. const指针常量
    1. double trouble = 2.0E30;
    2. const double* const stick = &trouble;
    3. //stick不能改变指向，也不可以通过stick改变trouble的值

    7.4 函数和二维数组

    1. void f(int a[3][4]);  
    2. void f(int a[][4]); 
    3. void f(int (*a)[4]); 
    4. //三种形式完全等价
    不可以不给出列数，因为二维数组按行存储不给列数将无法确定元素位置
    a实际上是指向指针的指针，a[0]是第一行首元素地址，*（a+row)是指向第row+1行首元素的指针

    7.9 函数指针

    把函数当变量调用，应用如下：回调函数、解耦、实现虚函数，C++中有std::function，了解原理即可
    函数名即函数首地址 ```cpp double pam(int);//函数原型 double (*pf)(int);//函数指针声明 pf = pam; process(pf);//函数指针调用

double x = pam(4); double y = pf(4); double z = (*pf)(4);//三者完全等价

  1. <a name="Z05ay"></a>
  2. # 第8章 C++函数
  3. <a name="SOkHL"></a>
  4. ## 8.1 内联函数
  5. 小函数如果经常被调用可以写为inline，提升执行速度（占内存）<br />通常声明和定义一起写<br />！若宏实现了类似函数计算的功能应写成内联，否则文本替换可能会出意外
  6. ```cpp
  7. inline double square(double x){return x*x;}

8.2 引用变量

声明引用时必须初始化；
引用接近指针常量，和对象绑定；
如果想要避免修改实参，则应使用常引用；

由于引用绑定的是变量，那么当形参是const引用，而传入参数是表达式、字面值或其他类型不匹配的参数时，C++会生成临时变量存放引用值（必要时做隐式类型转换），函数将操作临时变量而非参数，最终仍不改变const引用。例子如下：
image.pngimage.png
参数不是左值而是字面值常量，类型不匹配，生成临时变量double b=(double)a，然后x=b，结束后x没有改变
image.pngimage.png
参数是左值但类型不匹配时，会先生成临时变量a1=(int)3.1, b1=(int)5.2
然后a=a1, b=b1
函数运行完后a, b没有改变

  • 仍然遵循常引用不改变实参的原则
  • const能够接受更多的类型
  • 会生成临时变量

引用实际上是设计给参数为类对象时使用的，参数或返回值是类、结构体时，引用效率更高，不需要复制一遍。
image.png

  • 不要返回对函数局部变量的引用，返回值是引用时函数内部的临时对象会被销毁，返回其引用将指向不存在的数据
  • 函数参数是什么，就返回什么
  • 派生类可以使用基类的方法
  • 基类引用可以指向派生类

引用、指针、值传递建议使用原则：

不改参数 改参数
内置数据类型/小结构 值传递 指针（引用也可以但要注意类型问题，见8.2）
数组 指针，尽量为const指针 指针
大结构 const引用/const指针 引用或指针
类对象 const引用 引用

8.3 默认参数

注意参数列表从右向左赋默认值

8.4 函数重载

  • 重载关键是函数参数列表（parameter list）

image.png
image.png

  • 参数类型不匹配时会自动进行类型转换以寻找合适的函数调用
  • 有多种调用方式时会报错
  • 参数列表中引用和原类型视为同一类不能重载
  • 只有返回值不同不能重载
  • 编译器根据参数列表对函数名进行加密/name mangling(倾轧)技术来实现重载

    8.5 函数模板

    1. template <typename Any>
    2. //或template <class Any>
    3. void swap(Any &a, Any &b){
    4.   Any t;
    5.   t=a;
    6.   a=b;
    7.   b=t;
    8. }
    但是如果不想完全交换两个参数，只交换成员的一部分，使用显式具体化（specialization） ```cpp template<> void swap (job &j1, job &j2){ … } //原型也可写成 template<> void swap (job &j1, job &j2)//或不带参数名

//当然实现要写

  2. ---
  4. - **实例化和具体化**
  6. 实例化（instantiation）指生成函数定义和编码，具体化指增加模板之外的功能，仍处于源代码阶段
  8. - 隐式实例化指代码运行到调用模板函数时，编译器根据类型自动生成对应的函数
  9. - 显式指代码中直接命令编译器生成对应的函数
  10. ```cpp
  11. template void swap<int> (int, int)//显式实例化，命令编译器生成swap的int版本

不要同时使用显式实例化和显式具体化！

  • 重载解析

选择顺序：完全匹配（其中非模板>模板，模板具体化中显式>隐式，非const优先匹配非const）
>提升转换>一般转换>其他
image.png

第9章 内存模型和名称空间

9.1 单独编译

  • “”头文件先查cwd，<>先查库
  • 函数定义和变量声明不要放到头文件
  • 头文件通常包含函数原型，常量，结构、类、模板声明和inline函数

  • 避免重复可以使用#ifndef…#endif

    9.2 存储持续性、作用域和链接性/共享性

  • 局部： 代码块开始创建、代码块结束释放
    存储在堆栈
    还可使用register关键字声明局部变量，请求使用CPU寄存器存储提高访问速度（编译器不一定会满足）

  • 静态：程序开始创建、程序结束释放/生存周期为程序执行期
  • 动态：new时创建、delete时释放 |
    | 生存周期 | 作用域/可见性 | 链接性 | 存储位置 | 其他 | | —- | —- | —- | —- | —- | —- | | 局部变量 | 代码块{} | 局部 | 无 | 函数堆栈 | auto、register关键字 | | 静态变量 | 程序exe | 取决于定义位置 | 外部
    内部（同一文件可用）
    无（见下图1） | 静态区 | 未初始化则默认为0；只可以用常量表达式初始化如字面值、const、enum和sizeof | | 动态变量 | new——delete |
    |
    |
    |
    |

image.png

extern关键字声明此处引用已有的变量，不能初始化，不分配内存
image.pngimage.png
::variable表明使用全局的variable
全局变量还是const常量比较适合

C++输入方式小总结

函数 功能 其他
a = cin.get() / cin.get(a) 缓冲区读一个字符，返回ASCII码 不会舍弃空白符
cin.get(arrayname,size) 输入定长char数组 不可以是string
cin.get(arrayname,size,s) 输入定长char数组，遇到s停止 s之前的被保留，s被舍弃
cin.getline( arrayname, size )
cin.getline( arrayname, size, s )		 读一行字符串 会删除换行符
getline(istream,str); 读文件、读控制台的一行字符串
cin>> 输入流入变量 所有字符按char处理，cin自动转换成相应类型
  • const全局变量链接性为内部

如果想定义外部，需要定义时加extern

  • 内联函数定义可以放在头文件，但其他函数只能有一处出现定义，使用的地方出现原型或包含头文件中的原型
  • 使用C语言代码也可以extern声明此函数来自其他语言

new指针只能初始化在函数中，因为静态变量只可以用常量表达式初始化
new出来的东西放在堆中

9.4 namespace

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第10章 对象和类

  • struct默认public，而class默认private

  • 类定义时实现的方法自动为inline，当然也可在cpp中inline设置

    构造和析构

  • 和结构体不同，class不可以用{}初始化，因为数据成员通常为私有
    如果都是public，可以和struct一样，但是失去class意义了

  • 不写默认构造函数时，编译器提供但什么也不做
    写可以使用默认参数或空参数表
    隐式调用默认构造函数和int x一样，不要带括号
  • 局部变量存放在堆栈，所以最先创建的对象最后被析构
  • const可以保证函数不修改对象
  • 构造函数只有一个参数时可以赋值初始化

image.pngimage.png

对象数组

image.png
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类有默认构造函数才可以创造对象数组
初始化步骤：

  1. 使用默认构造函数创建数组元素
  2. 创建临时对象
  3. 拷贝到相应位置

作用域为整个类的常量

  • 类内enum只是为了创建符号常量，如ios_bases::fixed

  • static const 整型类内可以直接初始化
    static const int _datai = 5; static const long _datal = 3L; static const char _datac = ‘c’;
    constexpr static const double _datad = 8.88;

    第11章 使用类

    11.1 操作符重载

    格式：operator op ( argument-list )

    Time Time::operator+(const Time &t) const {
  int h, m;
  m = (minutes + t.minutes) % 60;//同一类对象的私有成员是可以直接访问的
  h = hours + t.hours + (minutes + t.minutes) / 60;
  return Time(h, m);
}
//两种调用方式
total = coding + fixing;
//total = coding.operator+(fixing);

    重载规则

  • 操作符对象至少有一个自定义类型，不允许重载标准库规定的操作符

  • 不能改变操作符作用对象数、优先级
  • 不能定义新的操作符
  • 部分操作符不能重载，如. / :: / ?:等

  • =、（）、[]、->只可以通过成员函数重载

    11.3 友元函数

    重载的操作符函数本质还是成员函数，二元操作符只能把对象放在前面，如object3才可以调用成员函数
    而3     object这样的表达式只能通过友元函数实现

  • 不是成员函数，不用.来调用

  • 和成员函数访问权限相同
  • 声明使用friend，定义时不要写，除非声明时实现为inline ```cpp class classname{ friend classname operator *(…);//声明 }

//实现 classname operator*(…){}

使用时3*object将转换为operator*（3, object）<br />因此友元函数可以用来反转操作符顺序↑，经典对象放在右边的操作符需要友元的场景是cout<<
```cpp
ostream& operator<<(ostream& os, const classname& oj){
    os<<...;
    return os;
}

11.6 类的自动转换和强制类型转换

构造参数只含一个参数时可以object=num初始化，这是隐式转换，没有（int）这样的强制转换
可以用explicit关键字限制构造函数只能用于显式转换

将类转为参数类型需要使用操作符转换函数
格式为：operator typename()，如operator double()将对象强制转换为double型

  • 必须是类方法
  • 不能有参数

  • num=object或num=（double）object时被调用

    第12章 类和动态内存分配

  • static成员若为整数或enum const，可以声明时初始化；否则在cpp中初始化

  • 成员中的指针如果是new申请，在对象失效时/析构函数需要delete释放指向的内存
  • 成员变量若为非静态const成员或引用，使用初始化列表
    image.png

    隐式成员函数

  1. 默认构造函数

没有定义构造函数时编译器生成一个什么也不做的空默认构造函数；
不带任何参数或所有参数都有默认值的构造函数是默认构造函数；
只能有一个默认构造函数

  1. 复制构造函数

用于用对象初始化另一个对象时（=和括号都可以调用）
对象按值传递、返回对象、生成临时对象时都调用复制构造函数！
当成员是指针时，最好定义复制构造函数，给成员一份新的数据，而不是多个对象指向同一个地址，容易出问题！——深复制

  1. 赋值操作符

初始化时总会调用复制构造函数（可能会生成临时对象调用=）；而=已有对象使用赋值操作符；

  1. 默认析构函数
  2. &地址操作符

静态成员函数

  • 不通过对象而通过类名调用
  • 不能使用this指针
  • 只能使用static成员变量

返回对象

  • 返回参数的const引用
    比返回参数复制的临时对象效率高
  • 返回参数非const引用
    重载=、cout<<时经常用
  • 返回对象
    重载算术操作符，开销不可避免
    返回局部对象
  • 返回const对象
    避免一些错误的赋值

基础知识已经通过这本书或多或少学习到，接下来是Primer这本书，通过例程和练习题巩固并深入细节学习
学习时长共为两周左右，一些知识如头文件以及函数指针等边角料只是作为了解
next book!