C++入门学习（一）简介

朱雀 2022-06-01 11:38 250阅读 0赞

有了C语言的基础，顺便把C++给学了，顺手记下了一些笔记，留着日后用。有需要的同学也可以参考一下，不过记得比较精简，所以可能看不懂，有不对或者看不明白的地方可以提出来学习学习哈。

## C++与C相比 ##

1.  直接套用：注视、变量作用域、修饰符、循环、判断、函数、数组、日期&时间、数据结构、预处理
2.  改进：
    
    1.  数据类型
        
        1.  布尔型 bool 
        2.   宽字符型 wchar\_t 位：2或4字节 范围：1个宽字符 **用于Unicode包含的国家语言等**
    2.  变量类型
        
        1.  bool：存储值 true 或 false。
        2.  wchar\_t
    3.  常量
        
        1.  布尔常量：true 值代表真，false 值代表假。
    4.  存储类
        
        1.  mutable（后续讲解）
        2.  thread\_local
            
            1.  仅可在它在其上创建的线程上访问。 变量在创建线程时创建，并在销毁线程时销毁。 每个线程都有其自己的变量副本。
            2.  thread\_local 说明符可以与 static 或 extern 合并。
            3.  可以将 thread\_local 仅应用于数据声明和定义，thread\_local 不能用于函数声明或定义。
    5.  字符串
        
        1.  string类
            
            1.  支持c风格字符串操作
            2.  可以进行 =, +, str.size() 等操作（后续讲解）
    6.  I / O
        
        1.  流：C++ 的 I/O 发生在流中，流是字节序列。如果字节流是从设备（如键盘、磁盘驱动器、网络连接等）流向内存，这叫做**输入操作**。如果字节流是从内存流向设备（如显示屏、打印机、磁盘驱动器、网络连接等），这叫做**输出操作**。
        2.  头文件：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#555555;vertical-align:top;"> 头文件 </td> 
 <td style="border-color:#555555;vertical-align:top;"> 函数和描述 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> &lt;iostream&gt; </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> 该文件定义了&nbsp;cin、cout、cerr&nbsp;和&nbsp;clog&nbsp;对象，分别对应于标准输入流、标准输出流、非缓冲标准错误流和缓冲标准错误流。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> &lt;iomanip&gt; </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> 该文件通过所谓的参数化的流操纵器（比如&nbsp;setw&nbsp;和&nbsp;setprecision），来声明对执行标准化 I/O 有用的服务。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> &lt;fstream&gt; </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> 该文件为用户控制的文件处理声明服务。我们将在文件和流的相关章节讨论它的细节。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

标准输出流（cout）：**cout** 是与流插入运算符 << 结合使用的 （cout << "Value of str is : " << str << endl;）。流插入运算符 << 在一个语句中可以多次使用，如上面实例中所示，**endl** 用于在行末添加一个换行符。标准输入输出流（cin）：**cin** 是与流提取运算符 >> 结合使用的（cin >> name；）。标准错误流（cerr）：cerr 对象附属到标准错误设备，通常也是显示屏，但是 **cerr** 对象是非缓冲的，且每个流插入到 cerr 都会立即输出。标准日志流（clog）：。clog 对象附属到标准错误设备，通常也是显示屏，但是 **clog** 对象是缓冲的。这意味着每个流插入到 clog 都会先存储在缓冲在，直到缓冲填满或者缓冲区刷新时才会输出。**clog** 也是与流插入运算符 << 结合使用的。

1.  引用：引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。
    
    1.  声明：变量类型&  引用名 = 原变量名；
    2.  与指针的区别：
        
        1.  不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
        2.  一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
        3.  引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。
    3.  [把引用作为参数][Link 1]
    4.  [把引用作为返回值][Link 2]
2.  类&对象
    
    1.  定义类：**class 类名称\{public:内容\};**
    2.  定义对象：**类名称 对象名称;**
    3.  访问数据成员：类的对象的public数据成员可以使用直接成员访问运算符 (.) 来访问，protected和private不能。
    4.  类成员函数：
        
        1.  成员函数可以定义在类定义内部，或者单独使用**范围解析运算符 ::** 来定义。例如：double Box::getVolume(void)
        2.  **::** 可以不跟类名，表示全局数据或全局函数（即非成员函数）。
    5.  访问修饰符：类成员的访问限制是通过在类主体内部对各个区域标记 **public、private（默认）、protected** 来指定的。
        
        1.  **私有**成员变量或函数在类的外部是不可访问的，甚至是不可查看的。只有类和友元函数可以访问私有成员。
        2.  **保护**成员变量或函数与私有成员十分相似，但有一点不同，保护成员在派生类（即子类）中是可访问的。
        3.  继承中的特点
            
            1.  **p****ublic 继承：**基类 public 成员，protected 成员，private 成员的访问属性在派生类中分别变成：public, protected, private
            2.  **protected 继承：**基类 public 成员，protected 成员，private 成员的访问属性在派生类中分别变成：protected, protected, private
            3.  **private 继承：**基类 public 成员，protected 成员，private 成员的访问属性在派生类中分别变成：private, private, private
    6.  构造函数&折构函数
        
        1.  类的**构造函数**是类的一种特殊的成员函数，它会在每次创建类的新对象时执行。**构造函数可用于为某些成员变量设置初始值。**
        2.  使用**初始化列表**来初始化字段：C::C( double a, double b, double c): X(a), Y(b), Z(c) \{  .... \}
        3.  类的**析构函数**是类的一种特殊的成员函数，它会在每次删除所创建的对象时执行。**析构函数有助于在跳出程序（比如关闭文件、释放内存等）前释放资源。**
    7.  拷贝构造函数（不理解！！！）
    8.  友元函数：类的友元函数是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员。尽管友元函数的原型有在类的定义中出现过，**但是友元函数并不是成员函数**。
        
        1.  声明：在类定义中该函数原型前使用关键字 **friend**
        2.  **声明类 ClassTwo 的所有成员函数作为类 ClassOne 的友元，需要在类 ClassOne 的定义中放置如下声明：****friend** **class** **ClassTwo****;**
    9.  内联函数：空间代价换时间的节省。
        
        1.  如果一个函数是内联的，那么在编译时，编译器会把该函数的代码副本放置在每个调用该函数的地方。
        2.  定义：在函数名前面放置关键字 **inline，**在调用函数之前需要对函数进行定义；在类定义中的定义的函数都是内联函数，即使没有使用 **inline** 说明符。
        3.  优点：当函数体比较小的时候, 内联该函数可以令目标代码更加高效
        4.  注意：一定要小巧！内联包含循环或 switch 语句的函数常常是得不偿失！
    10. this指针
        
        1.  每一个对象都能通过 **this** 指针来访问自己的地址。**this** 指针是所有成员函数的隐含参数。因此，在成员函数内部，它可以用来指向调用对象。
        2.  友元函数没有 **this** 指针，因为友元不是类的成员。只有成员函数才有 **this** 指针。
        3.  用成员访问运算符 \-> 访问类的对象或结构内的成员。
    11. 静态成员：无论创建多少个类的对象，静态成员都只有一个副本，把成员和任何一个对象独立开来
        
        1.  定义：前面加static关键字
        2.  如果不存在其他的初始化语句，在创建第一个对象时，所有的静态数据都会被初始化为零。
        3.  静态成员函数
            
            1.  静态成员函数只能访问静态成员数据、其他静态成员函数和类外部的其他函数。
            2.  没有 this 指针
            3.  可以使用静态成员函数来判断类的某些对象是否已被创建。
        4.  静态成员变量在类中仅仅是声明，没有定义，所以要在类的外面定义，实际上是给静态成员变量分配内存。
3.  继承
    
    1.  达到了重用代码功能和提高执行时间的效果。
    2.  基类&派生类
        
        1.  class derived\-class: access\-specifier base\-class
        2.  一个类可以派生自多个类
    3.  访问控制和继承
        
        1.  访问权限

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#555555;vertical-align:top;"> 访问 </td> 
 <td style="border-color:#555555;vertical-align:top;"> public </td> 
 <td style="border-color:#555555;vertical-align:top;"> protected </td> 
 <td style="border-color:#555555;vertical-align:top;"> private </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> 同一个类 </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> yes </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> yes </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> yes </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> 派生类 </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> yes </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> yes </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> no </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> 外部的类 </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> yes </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> no </td> 
 <td style="border-color:#d4d4d4;vertical-align:top;"> no </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

一个派生类继承了所有的基类方法，但下列情况除外：

1.  基类的构造函数、析构函数和拷贝构造函数。
2.  基类的重载运算符。
3.  基类的友元函数。

继承类型多继承：class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…\{ <派生类类体>\};虚继承（什么意思？？）重载运算符和重载函数：C++ 允许在同一作用域中的某个**运算符**和**函数**指定多个定义

1.  重载决策：编译器通过把您所使用的参数类型与定义中的参数类型进行比较，决定选用最合适的定义。
2.  函数重载：同名函数的形式参数（指参数的个数、类型或者顺序）必须不同。您不能仅通过返回类型的不同来重载函数。
3.  运算符重载：
    
    1.  重载的运算符是带有特殊名称的函数，函数名是由关键字 operator 和其后要重载的运算符符号构成的。
    2.  对象的属性使用 **this** 运算符进行访问
    3.  不可重载的运算符列表：
        
        1.  .：成员访问运算符
        2.  .\*, ->\*：成员指针访问运算符
        3.  ::：域运算符
        4.  sizeof：长度运算符
        5.  ?:：条件运算符
        6.  \#： 预处理符号

多态：C++多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数；

1.  多态条件
    
    1.  必须存在继承关系；
    2.  继承关系必须有同名虚函数（**其中虚函数是在基类中使用关键字 virtual 声明的函数，在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，会告诉编译器不要静态链接到该函数**）； 静态多态：函数调用在程序执行前就准备好了。有时候这也被称为**早绑定**，因为 area() 函数在程序编译期间就已经设置好了。
    3.  存在基类类型的指针或者引用，通过该指针或引用调用虚函数；
2.  纯虚函数声明如下： **virtual void funtion1()=0;** 纯虚函数一般没有定义。包含纯虚函数的类是抽象类，抽象类不能定义实例，但可以声明指向实现该抽象类的具体类的指针或引用。
3.  虚函数声明如下：**virtual ReturnType FunctionName(Parameter)** 虚函数必须实现。需要实例化的虚函数必须实现。
4.  实现了纯虚函数的子类，该纯虚函数在子类中就编程了虚函数，子类的子类即孙子类可以覆盖该虚函数，由多态方式调用的时候动态绑定。

数据抽象：一种仅向用户暴露接口而把具体的实现细节隐藏起来的机制。

1.  访问标签强制抽象
2.  数据抽象的好处
    
    1.  **安全。**类的内部受到保护，不会因无意的用户级错误导致对象状态受损。
    2.  **便于更新。**类实现可能随着时间的推移而发生变化，以便应对不断变化的需求，或者应对那些要求不改变用户级代码的错误报告。
3.  设计策略：抽象把代码分离为接口和实现。所以在设计组件时，必须保持接口独立于实现，这样，如果改变底层实现，接口也将保持不变。在这种情况下，不管任何程序使用接口，接口都不会受到影响，只需要将最新的实现重新编译即可。

数据封装：一种把数据和操作数据的函数捆绑在一起的机制

1.  设计策略：通常情况下，我们都会设置类成员状态为私有（private），除非我们真的需要将其暴露，这样才能保证良好的**封装性**。

接口（抽象类）

1.  目的：给其他类提供一个可以继承的适当的基类。抽象类不能被用于实例化对象，它只能作为**接口**使用。抽象类不能被用于实例化对象，它只能作为**接口**使用。
2.  如果一个 ABC 的子类需要被实例化，则必须实现每个虚函数。可用于实例化对象的类被称为**具体类**。
3.  设计策略（**不理解**）：外部应用程序提供的功能（即公有函数）在抽象基类中是以纯虚函数的形式存在的。这些纯虚函数在相应的派生类中被实现。这个架构也使得新的应用程序可以很容易地被添加到系统中，即使是在系统被定义之后依然可以如此。
4.  借口和抽象类的区别：

Tips：

1.  const 相比 \#define 的优点：
    
    1.  const 常量有数据类型，而 \#define 没有，编译器可以对前者进行类型安全检查，而对后者只能进行字符替换，没有安全检查，并且在字符替换时候可能导致意想不到的错误。
    2.  有些集成化的调试工具可以对 const 常量进行调试，但是不能对宏常量进行调试。

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[Link 1]: http://www.runoob.com/cplusplus/passing-parameters-by-references.html
[Link 2]: http://www.runoob.com/cplusplus/returning-values-by-reference.html