C++学习总结3

本文主要是介绍C++学习总结3，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

（1）C预处理，条件编译

（A）宏定义与宏替换

宏名一般大写，替换发生在编译之前，且是机械替换，不做语法检查，也不分配内存，不占用运行时间，只占用编译时间。

1、符号常量的宏定义和宏替换 ：#define 标识符 字符串

#include<iostream>
#define P 3+4
using namespace std;
void main()
{
	int a=2;
	cout<<a*P<<endl;  //相当于a*3+4,而不是a*(3+4)，机械替换
}

2、带有参数的宏定义和宏替换：#define 标识符(参数列表) 字符串

#include<iostream>
#define FUN(a) a*a
using namespace std;
void main()
{
    cout<<FUN(2+3)<<endl;  //机械替换，2+3*2+3
}

（B）文件包含

#include的作用是把它后面所写的那个文件的内容，一字不改地包含到当前的文件中。

• #include <filename> 认为该文件是标准头文件，先到标准库中寻找，若没有，再到当前目录下寻找;
• #include"filename" 一般认为是用户自定义文件，先到当前目录寻找，若没有，再到类库中寻找;

（C）条件编译

//格式
#if/ifdef/ifndef
#elif
#else
#endif

一般用在头文件中，避免多重包含，在源程序中引入头文件，相当于把头文件的内容复制到源文件当中。

我们都知道，一个符号可以多次声明，但只能定义一次。那么头文件的引用就涉及到了这个问题，当一个函数fun()在头文件source中进行定义后，若类A中包含该文件，类B也包含该文件，而在源文件C中用到了A和B，#include"A" 和#include"B"时,source在C中包含了两次，会出现fun()的多次定义，导致错误。

#ifndef S
#define S
//类的定义
#endif

（2）_cpluscplus

_cpluscplus是c++中的定义，而c中没有该定义

• 用来判定代码是c类型还是c++类型
• cplusplus的类型是"long int"，值为199711L

int main()
{
	#ifdef _cplusplus
		printf("This is c++ program");
	#else
		printf("This is c program");
}

（3）NULL和nullptr

（A）
NULL是一个宏定义，在c和c++中的定义不同，c中NULL为（void*)0,而c++中NULL为整数0

//C语言中NULL定义
#define NULL (void*)0 			//c语言中NULL为void类型的指针，但允许将NULL定义为0

//c++中NULL的定义
#ifndef NULL
#ifdef _cpluscplus 			//用于判定是c++类型还是c类型
#define NULL 0 			//c++中将NULL定义为整数0
#else
#define NULL ((void*)0) 			//c语言中NULL为void类型的指针
#endif
#endif

所以在C++中int *p=NULL; 实际表示将指针P的值赋为0，而c++中当一个指针的值为0时，认为指针为空指针。

（B）
nullptr是c++11中的关键字，表示空指针，是一个字面值常量，类型为std::nullptr_t，空指针常数可以转换为任意类型的指针类型。

在c++中（void *）不能转化为任意类型的指针，即 int *p=(void*)是错误的，但int *p=nullptr是正确的。

void fun(int i){cout<<"1";};
void fun(char *p){cout<<"2";};
int main()
{
	fun(NULL);  //输出1，c++中NULL为整数0
	fun(nullptr);//输出2，nullptr为空指针常量，是指针类型
}

（4）C++静态成员

静态数据成员的类型可以是它所属类的类型，而非静态数据成员则受到限制，只能声明为它所属类的指针或引用。

class type
{
    static type a; //ok，静态成员可以是不完全类型
    type *b;       //ok，指针成员可以是不完全类型
    // type c;        //error,数据成员必须是完全类型
public:
    //...
};

静态成员可以作为默认实参,而非静态成员不能。

class student
{
	static int a;
	public:
	void fun(int b=a);
}

• 类的静态成员函数不能被声明为const，因为const表明该成员函数不会修改该成员函数所属对象，而static成员函数不属于任何对象；
• static也不能被声明为虚函数，涉及到父子类对象；
• 不能被声明为volatile；

（5）C++引用

C++中规定，一旦定义引用就必须进行初始化，且不能在再被指定为其他变量的引用。

int a=3,b=1;
int &ref=a;     //ok，ref是a的引用
ref=b;         //将b的值赋给a，而不是将ref绑定到变量b

int &ref;
ref=a;         //error，必须在定义时初始化

引用和指针的区别：

• 引用不能为空，创建时必须初始化(作为类的数据成员时除外，需要用初始化列表的方式初始化)。指针可以为空，可以任何时候被初始化；
• 一旦一个引用被初始化为指向一个对象，它就不能再被改变为另一对象的引用。指针则可以随时指向另一对象；
• 没有NULL引用。可以NULL指针；
• 如果返回动态分配的对象或内存，必须使用指针。引用可能引起内存泄漏。（无法使用delete+引用方式释放内存）
• 给引用赋值，改变的是引用绑定的变量的值，而不是使引用与另一对象相关联；

（6）mutable和volatile关键字

（A）mutable

在C++中，mutable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，甚至结构体变量或者类对象为const，其mutable成员也可以被修改。mutable在类中只能够修饰非静态数据成员。

#include <iostream> 
using namespace std;
class test
{
    mutable int a;
    int b;
public:
    test(int _a,int _b) :a(_a),b(_b){};
    void fun() const		//fun是const 函数，不能修改类的对象的数据成员，但由于a被mutable修饰，可以修改，但不能修改b
    {
        a += b;
    }
    void print()
    {
        cout << a << "," << b << endl;
    }
};

如果类的成员函数不会改变对象的状态，那么这个成员函数一般会声明成const的。但是，有些时候我们需要在const的函数里面修改一些跟类状态无关的数据成员，那么这个数据成员就应该被mutable来修饰。

（B）volatile

volatile应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适，一般常用于多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile。

（7）final 和 override

（A）final

有时我们会定义这样一种类，我们不希望其他类继承它。C++ 11新标准提供了一种防止继承的方法，即在类名后跟一个关键字final。

class base final {/* */}    //base不能作为基类
class Derived:base { /* */}    //错误，base不能作为基类

此外，final还可以修饰类中的虚函数，表示类成员函数不可以在派生类中进行覆盖。

class base
{
virtual void fun() final {...};
}
class derived:base
{
void fun(){...};     //error
}

（B）override

对于基类中的虚函数，派生类可以选择覆盖或者不覆盖，对于选择覆盖的函数用override加以修饰，表示该函数覆盖了基类的虚函数。

class base
{
public:
virtual void f1();
virtual void f2();
void f3();
}

class derived:public base
{
public:
void f1()override;        //ok
void f2(int) override;    //error,基类中不存在f2(int)虚函数
void f3() override;       //error,f3不是虚函数
}

注：final，override修饰的函数必须为虚函数。

（8）拷贝构造函数必须是一个引用

拷贝构造函数的参数必须是引用，参数传递的方式有两种，值传递和地址传递。

其中值传递即是拷贝原对象的一个副本作为实参，即参数传递的过程中也调用了拷贝构造函数，若拷贝构造函数的参数不是引用的话，会造成无穷递归的调用拷贝构造函数。

而引用是直接操作原对象，因此不会出现上述问题。

（9）模板的特化

模板分为类模板和函数模板，特化分为全特化和偏特化。

• 全特化：给模板中的所有模板参数指定一个具体的类；
• 偏特化：部分指定模板参数的类；
• 类模板可以全特化也可以偏特化；
• 函数模板只能全特化；

//类模板
template<typename T1, typename T2>
class Test
{
public:
    Test(T1 i,T2 j):a(i),b(j){cout<<"模板类"<<endl;}
private:
    T1 a;
    T2 b;
};

template<>
class Test<int , char>
{
public:
    Test(int i, char j):a(i),b(j){cout<<"全特化"<<endl;}
private:
    int a;
    char b;
};

template <typename T2>
class Test<char, T2>
{
public:
    Test(char i, T2 j):a(i),b(j){cout<<"偏特化"<<endl;}
private:
    char a;
    T2 b;
};

//函数模板
template<typename T1, typename T2>
void fun(T1 a , T2 b)
{
    cout<<"模板函数"<<endl;
}

//全特化
template<>
void fun<int ,char >(int a, char b)
{
    cout<<"全特化"<<endl;
}

//函数不存在偏特化：下面的代码是错误的
/*
template<typename T2>
void fun<char,T2>(char a, T2 b)
{
    cout<<"偏特化"<<endl;
}
*/

（10）const修饰符

（A）指向const常量的指针 和 const指针

//（1）指向const常量的指针：const int *p 或 int const *p

//p是一个指针，指向const int类型的常量；指针指向的内容为常量，因此不能改变*p的值，但指针p可以改变
const int a=2;
const int b=3;
const int *p=&a;
*p=4;         //error,p指向常量a,不能修改
p=&b;        //ok,p只要指向const int类型即可


//（2）const指针：int *const p

//p是一个指针，指针p的值不能改变，但其指向的值可以改变
int a=2;
int b=3;
int *const p=&a;    
*p=4;          //ok,p的内容可以改变
p=&b;         //error,p是常指针，指针值不能修改


//（3）指向const常量的const指针：const int *const p 或 int const *const p

//p是一个const指针，指针值和指向的对象的值都不允许修改
int a=2;
int b=3;
const int *const p=&a;
*p=4;            //error,p指向常量
p=&b;           //error,p是常指针

（B）类的const成员

类的const成员包括const数据成员和const成员函数；

（1）const数据成员：和普通的const变量一样，定义时初始化，且不能修改；
（2）const成员函数：

• const成员函数只能访问其他的const成员函数，而不能访问非const成员函数；
• const可以修饰static数据成员，在定义时初始化，但仍要在类外进行声明；
• const不能修饰static成员函数，因为const表示不修改类的对象，而static成员函数属于类，不涉及到对象；
• const成员函数不能修改类的对象，即不能修改数据成员，但当数据成员被mutable修饰时，可以修改；

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