C++ 基础语法

• 《C++ 面向对象程序设计教程》
• 《Google C++ Style Guide》

面向对象的基本特性

• 抽象
• 封装
• 继承
• 多态：不同的对象收到相同的消息时，执行不同的操作。

struct

C++ 的结构名、联合名、枚举名可直接做类型名。下列程序如果换成 C 就会报错。

#include <iostream>
// Define node structure.
struct Node {int val;struct Node* next;
};int main() {Node* e;    // This is correct.return 0;
}

const

• 定义常量更安全的做法是使用 const。

const char* name = "Bob";
name[0] = 'A';      // Wrong
name    = "Alice";  // Rightchar* const name = "Bob";
name[0] = 'A';      // Right
name    = "Alice";  // Wrong

inline 内联函数

不执行函数调用，函数体中的代码插入到调用该函数的语句出，同时以实参取代形参。与 define 有些相似，但是不完全相同。define 只作简单的字符替换而不做语法处理，容易出现意想不到的错误。

重载函数

• 返回值类型不在参数匹配检查之列。考虑下面的错误重载：

int    mul(int x, int y);
double mul(int x, int y);
// error: functions that differ only in their return type cannot be overloaded.

• 重载和带默认参数的构造函数容易引起二义性。考虑下面的错误重载：

#include <iostream>
using namespace std;int mul(int x) {return x;
}int mul(int x = 0, int y = 0) {return 0;
}int main() {cout << mul(10) << endl;return 0;
}
// error: call to 'mul' is ambiguous.

• 实参与形参类型不相符，编译器会自动做类型转化。可能会出现不可分辨的错误。

强制类型转换

static_cast<typename>(value);

new/delete 和 malloc/free

• malloc 和标准库函数。new 是一个关键字。
• malloc 需要使用 sizeof来计算所需要的字节数。new 可以根据数据类型自动计算所要分配内存的大小。
• new 自动返回正确的指针类型。malloc 需要进行强制类型转换。
• new 会调用默认构造函数。malloc 只是机械的分配一块内存。

#include <cstdlib>
#include <iostream>using namespace std;struct node{int value;struct node* next;node():value(666), next(nullptr) {}
};int main() {node* p1 = new node();  // new  call default constructornode* p2 = (node*)malloc(sizeof(node)); // Just allocated spacecout << "p1: " << p1->value << endl;  // 666cout << "p2: " << p2->value << endl;  // 0delete p1;free(p2);return 0;
}

• new 从堆（Heap）或者自由存储区（Free Store）上分配。malloc 从堆（Heap）上分配。

C++ Primer Plus. P104

• new 分配失败抛出异常。malloc 则返回 NULL。
• new 可以为数组动态分配内存空间，并且赋初值为 0。malloc 不行同时初始化。 calloc 函数能自动将分配的内存初始化为 0。

// Allocate for 10 int
int* p1 = new int[10];    // Initialize it to 0
int* p2 = (float*) malloc(10 * sizeof(int));
int* p3 = (float*) calloc(10, sizeof(int)); // Initialize it to 0

引用

#include <iostream>
using namespace std;int& index(int a[], int i) {return a[i];
}int main() {int a[5] = {1, 3, 5, 7, 9};index(a, 2) = 666;   // a[2] = 666cout << "a[2] = " << a[2] << endl; // output 666return 0;
}

struct 和 class

仅当只有数据成员时使用 struct, 其它一概使用 class。

Google C++ Style Guide

class BST {private:struct node {int e;struct node* left, right;// node constuctor and overridenode() : e(-1), left(nullptr), right(nullptr) {}node(int e) : e(e), left(nullptr), right(nullptr) {}node(int e, node* left, node* right) : : e(-1), left(left), right(right) {}};BST() {root = nullptr; // Empty tree.}~BST() {}private:node* root;
};

• 默认情况下，struct 中的成员时公有的。class 中的成员为私有的。

构造函数和析构函数

• 构造函数的名字必须与类名相同，参数任意，不能具有返回值。在建立对象时自动调用。通常用于对私有的数据成员进行初始化。
• 一个类只能有一个析构函数。撤销对象时，自动调用析构函数。

this 指针

每当创建一个对象时，系统就把 this 指针初始化为指向该对象。即 this 指针的值是当前调用成员函数的对象的起始地址。

拷贝构造函数

• 深拷贝和浅拷贝问题

深拷贝和浅拷贝

上图中，浅拷贝：两次释放内存可能导致程序异常终止。深拷贝：创建副本，每个对象都有自己的字符串。调用析构函数时都将释放不同的字符串，而不会试图去释放已经被释放的字符串。

通常情况下，默认拷贝构造函数（浅拷贝）时能够胜任工作的。当类中有指针类型时，调用默认拷贝构造函数（浅拷贝）可能会产生错误。

静态成员函数

• 静态成员：C++ 支持静态数据成员的一个重要原因是不必使用全局变量。依赖于全局变量的类违反了面向对象程序设计的封装特性。

静态成员函数属于整个类，是该类所有对象共享的成员函数。

• 通常用于访问静态数据成员。
• 没有 this 指针。

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