C++笔记 --- 变量存储说明符,限定符,类型转换

 

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变量存储说明符与限定符(const,static,extern,auto,mutable)
类型转换(const_cast,static_cast,dynamic_cast,reinterpret_cast)

 (本章节中例子都是用 VS2005 编译调试的)

 

变量存储说明符与限定符

 [auto][static][register][extern][mutable][volafile][const作用][const的使用]

auto 动态存储（默认）

特点:

  • 自动变量的作用域仅限于定义该变量的个体内.在函数中定义的自动变量,只要在函数内有效,在复合语句中的自动变量,只在复合语句内有效
  • 自动变量属于动态存储方式,只有在使用它,即定义该变量的函数憋调用时,才给它分配存储单元,开始它的生命周期,函数调用结束,释放存储单元,结束生命周期,隐藏函数调用后自动变量的值不能保留.在符合语句中定义的自动变量,在退出符合语句后也不能在使用,否则引起错误

 例子:

1 auto int b; //等价于 int b 所有不加存储说明符的变量都默认为auto类型的变量

static 静态存储

作用:

　　用静态存储方式存储变量,生存周期为进程的整个执行时间,

分类:

  • 在函数体外定义的叫静态全局变量(它可以用extern在其他文件中声明并引用此静态全局变量)
  • 在函数体内定义的静态变量叫做静态局部变量(它始终的存在,并且只能在声明的函数中可以访问其他的函数无权访问,系统在未赋初值情况下会自动赋0值)

静态全局变量的说明

  • 静态全局变量要是定义在.cpp文件中,那么这个变量只能被这个.cpp文件中的函数访问
  • 静态全局变量要是定义在.h文件中,那么这个变量可以被任何包含了这个.h文件的.cpp文件访问

例子:

View Code 
 1 // 例1 -- 静态全局变量
 2 static int a;
 3 void func1()
 4 {
 5     a = 5;
 6 }
 7 void func2()
 8 {
 9     a = 7;
10 }
11 
12 
13 // 例2 -- 静态局部变量
14 void func1()
15 {
16     static int a;
17     a = 5;
18 }
19 void func2()
20 {
21     a = 7; //编译错误, 因为虽然变量 a 存在,但是 fun1 有它的访问权限,而 func2 没有
22 }

下面是一个更抽象点的例子:

View Code 
 1 // demo1.h -- 内容 *********************************
 2 #include "demo2.h"
 3 
 4 void demo1_func();
 5 void demo1_func1();
 6 void demo1_func2();
 7 
 8 
 9 // demo1.cpp -- 内容 *******************************
10 #include "demo1.h"
11 
12 void demo1_func()
13 {
14     cout<<"the original value of a is "<<a<<endl;    
15 }
16 void demo1_func1()
17 {
18     a++;
19     cout<<"demo1_func1 :    the value of a is "<<a<<endl;    
20 }
21 void demo1_func2()
22 {
23     a = 10;
24     cout<<"demo1_func2 :    the value of a is "<<a<<endl;    
25 }
26 
27 // demo2.h -- 内容 *********************************
28 #include <iostream>
29 using namespace std;
30 
31 static int a = 0;
32 void demo2_func();
33 void demo2_func1();
34 void demo2_func2();
35 
36 // demo2.cpp -- 内容 *******************************
37 #include "demo2.h"
38 
39 void demo2_func()
40 {
41     cout<<"the original value of a is "<<a<<endl;    
42 }
43 void demo2_func1()
44 {
45     a+=5;
46     cout<<"demo2_func1 :    the value of a is "<<a<<endl;    
47 }
48 void demo2_func2()
49 {
50     a = 30;
51     cout<<"demo2_func2 :    the value of a is "<<a<<endl;
52 }
53 
54 // main.cpp -- 内容 *********************************
55 #include "demo1.h"
56 
57 void main()
58 {
59     cout<<"调用 demo1 中的函数修改静态全局变量 a 的值:"<<endl;
60     demo1_func();
61     demo1_func1();
62     demo1_func2();
63     cout<<endl;
64 
65     cout<<"调用 demo2 中的函数修改静态全局变量 a 的值:"<<endl;
66     demo2_func();
67     demo2_func1();
68     demo2_func2();
69     cout<<endl;
70 
71     cout<<"在 main 函数修中改静态全局变量 a 的值:"<<endl;
72     cout<<"the original value of a is "<<a<<endl;
73     a += 3;
74     cout<<"main( a += 3 ) :    the value of a is "<<a<<endl;
75     a = 15;
76     cout<<"main( a = 15 ) :    the value of a is "<<a<<endl;
77     cout<<endl;
78 
79     system("pause");
80 }

　　让我猜猜运行结果,照理来说我们修改的都是同一文件中的static int a这个变量,输出结果无非也就是a这变量被三个文件修改来修改去然后输出a的值,因为访问的都是同一变量么,可是运行后的结果却出乎人的意料,如下图所示:

　　为什么会这样,好像demo.cpp和demo2.cpp和main.cpp在访问static int a这个变量时候,static int a这个变量为每个访问它的.cpp文件都开了个备份,这样它们访问的就不是同一个static int a 这个变量,而是它们独自的static int a这个变量,所以它们的操作也不会影响到其他.cpp里面的static int a 这个变量.这个看起来好像有点奇怪,但是我们注意看下 a 变量定义的位置.static int a 这个变量定义在 demo2.h 这个文件中.然后在编译的时候 main.cpp 和 demo1.cpp 都会把 demo2.h 内容拷贝进来.也就是说相当于我们在 main.cpp 和 demo1.cpp 中都定义了一个 static int a 这个变量.那么结果应该可想而知了吧.再拿个例子来做说明吧:

View Code 
#include<iostream>

using namespace std;

void func1()
{
    static int a=5;
    cout<<"func1:a="<<a++<<endl;
}

void func2()
{
    static int a=5;
    cout<<"func2:a="<<a++<<endl;
}

main()
{
    func1();
    func2();
    func1();
    func2();
}

/*********************************************
输出结果:
func1:a=5
func2:a=5
func1:a=6
func2:a=6
*********************************************/

     所以注意不要在头文件中声明 static 变量和全局变量

 

register寄存器存储

作用:

　　这种变量直接放在CPU的寄存器中,不需要访问内存,而直接从寄存器中读取,这样可提高效率

 

extern引用声明

说明:

按照默认规则,凡是在所有函数前,在函数外部定义的变量都是外部变量,定义时可以不写extern说明符,但是在一个函数体内说明一个以在函数体外(在函数体定义之前没有定义的变量)或别的程序模块中定义过的变量时,必须使用extern说明符,一个外部变量被定义后,它就分配了固定的内存空间.外部变量的生存周期为整个执行时间,即在程序的执行期间外部变量可以被随意使用,外部变量属于全局变量

作用:

  • 调用其他文件的函数,通过在正常的函数声明前加上extern声明外部函数
  • 调用其他文件的全局变量,通过在全局变量声明前加上extern声明外部函数

例子:

View Code 
 1 // 形式一
 2  // ex.h -- 内容 *********************************
 3  #include <iostream>
 4  using namespace std;
 5  
 6  extern int a;
 7  extern void func();
 8  // ex.cpp -- 内容 *******************************
 9  #include "ex.h"
10  
11  int a = 0;
12  void func()
13  {
14      a = 1;
15      cout<<"the value of a is "<<a<<endl;    
16  }
17  // main.cpp -- 内容 *****************************
18  #include "ex.h"
19  
20  void main()
21  {
22      func();
23      a = 100;
24      cout<<"the value of a is "<<a<<endl;
25      system("pause");
26  }
27  
28  
29  
30  // 形式二
31  // ex.cpp -- 内容 *******************************
32  int a = 0;
33  void func()
34  {
35      a = 1;
36      cout<<"the value of a is "<<a<<endl;    
37  }
38  // main.cpp -- 内容 *****************************
39  #include <iostream>
40  using namespace std;
41  
42  extern int a;
43  extern void func();
44  
45  void main()
46  {
47      func();
48      a = 100;
49      cout<<"the value of a is "<<a<<endl;
50      system("pause");
51  }

输出结果

 

mutable

作用:

　　mutable当结构体/类变量为const,其中用mutable声明的成员也可被修改

例子:

View Code 
 1  class A
 2  {
 3  private:
 4      mutable int a;
 5      int b;
 6  public:
 7      A():a(0){}
 8      void play()const
 9      {
10          a ++;
11          b = 5; //错误,因为此时的变量 b 已经被视为常量
12      }
13  };

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限定符

volafile

说明:　　　　声明即使程序代码没有对内存单元进行修改,其值也可能发生变化

 

const

const 的作用

1)　　便于进行类型检查,可以保护被修饰的东西,防止意外的修改,增强程序的健壮性

例子:

1 void f(const int i) { i=10;//error! }

2) 　　为函数重载提供了一个参考

例子:

View Code 
 1 class A 
 2 { 
 3 private:
 4     int a;
 5 public:
 6     void f(int i) 
 7     {
 8     　　a = i;
 9     } //一个函数
10     void f(int i) const 
11     {
12     　　a = i;
13     } //上一个函数的重载 
14 };

3)　　 提高了效率.编译器通常不为普通 const 常量分配存储空间,而是将它们保存在符号表中,这使得它成为一个编译期间的常量,没有了存储与读内存的操作,使得它的效率也很高

4)　　与宏 define 比较

  • const 定义常量是有数据类型的,而#define宏定义常量却没有.
    　　这样 const 定义的常量编译器可以对其进行数据静态类型安全检查,而 #define 宏定义的常量却只是进行简单的字符替换,没有类型安全检查,且有时还会产生边际效应(不如你愿处).所谓边际效应举例如下：
    　　　　　　#define N 100
    　　　　　　#define M 200 + N
    　　当程序中使用 M*N 时,原本想要 100 * （200+ N ）的却变成了 100 * 200 + N.
  • 有些调试程序可对 const 进行调试,但不对#define进行调试.
  • 当定义局部变量时,const 作用域仅限于定义局部变量的函数体内.但用 #define 时其作用域不仅限于定义局部变量的函数体内,而是从定义点到整个程序的结束点.但也可以用 #undef 取消其定义从而限定其作用域

 

使用 const

1)　　修饰一般常量,常量数组,常量对象(修饰符 const 可以用在类型说明符前,也可以用在类型说明符后,但是必须初始化)

例子:

View Code 
 1 // 例1 -- 定义常量
 2 const int i=5; 
 3 const int j;    //错误, 没有对常量进行初始化
 4 // 例2 -- 定义常量数组
 5 const int i[5] = {0,1,2,3,4};    //错误, 没有对常量数组进行初始化
 6 // 例3 -- 定义常量对象 
 7 class constClass
 8 {
 9 public:
10     void show()
11     {
12         cout<<"this is  const class!"<<endl;
13     }
14 };
15 void func()
16 {
17     const constClass i;
18 }

2)　　修饰指针

例子:

1 const int *A;            //const 修饰指向的对象,A可变,A指向的对象不可变
2 int const *A;           //const 修饰指向的对象,A可变,A指向的对象不可变
3 int *const A;           //const 修饰指针A, A不可变,A指向的对象可变
4 const int *const A; 　　 //指针A和A指向的对象都不可变

3)　　修饰引用

例子:

1 const double &v; //该引用所引用的对象不能被更新

4)　　修饰类的成员函数：

作用:

任何不需修改数据成员的函数都应被指为const类,可减小函数对数据成员的修改,若修改了在编译时会报错. 这样,在调用成员函数时就不能修改类里面的数据

例子如上

5)　　在另一连接文件中引用const常量

例子:

1 extern const int i; //正确的引用
2 extern const int j=10; //错误！常量不可以被再次赋值

看看extern的使用

6)　　修饰函数参数,返回类型

作用:

  • 当修饰的是函数参数且传递是地址时,有保护实参的作用
  • const修饰符也修饰函数的返回值,是返回值不可被改变

例子如上

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C++类型转换

 [隐式转换][static_cast][const_cast][reinterpret_cast][dynamic_cast][旧式 C 风格转换]

隐式转换

条件:

  • 在混合类型表达式中,其操作数被转换为同一类型（向精度高的转换）
  • 用作条件被转换为bool类型
  • 用一表达式初始化某个变量,或将一表达式赋值给某个变量,则该表达式被转换为该变量类型

 例子:

1 int a = 100;
2 double b =10.50;
3 b = a;   //隐式转换这里吧int类型的a转换成double类型然后赋值给b

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强制转换

static_cast<type>(value)                          

作用:　

  • 用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换
    　　进行上行转换（把子类的指针或引用转换成基类表示）是安全的
    　　进行下行转换（把基类指针或引用转换成子类表示）时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的
  • 用于基本数据类型之间的转换.如把int转换成char,把int转换成enum.这种转换的安全性也要开发人员来保证
  • 把空指针转换成目标类型的空指针
  • 把任何类型的表达式转换成void类型

解释:

  • l type:将要转换成类型
  • l value:变量名

例子:

1 double d=99.0;
2 char ch=static_cast<char>(d);

const_cast<type>(value)                          

作用:

  • 转换掉value的const的属性
  • 转换掉value的volafile的属性

用途:

  • 常量指针被转化成非常量指针,并且仍然指向原来的对象
  • 常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象

解释:

  • l type:变量原来的类型
  • l value：变量名

例子:

View Code 
 1 // 例1 -- 常量指针
 2 int a = 10;
 3 const int *i = &a;
 4 int* j = const_cast<int*>(i);
 5 
 6 // 例2 -- 常量对象
 7 int a = 10;
 8 const int &i = a;
 9 int j = const_cast<int&>(i);
10 
11 // 例3 
12 //常量对象被转换成非常量对象时出错
13 const A ca;
14 A a = const_cast<A>(ca);  //不允许
15 //常量变量被转换成非常量变量时出错
16 const int i = 100;
17 int j = const_cast<int>(i);  //不允许

reinterpret_cast<type>(value)                    

作用:

  • 可以把一个指针转换成一个整数,也可以把一个整数转换成一个指针（先把一个指针转换成一个整数,在把该整数转换成原类型的指针,还可以得到原先的指针值）.该运算符的用法比较多
  • 函数指针类型之间进行转换

要求

  • type-id必须是一个指针、引用、算术类型、函数指针或者成员指针
  • 不能将非32bit的数据转成指针

解释:

  • l type:   变量要转换成类型
  • l value：变量名

例子:

1 int *n = new int;
2 double *d = reinterpret_cast<double*>(n);
3  /*仅重新解释了给出的对象的比特模型而没有进行二进制转换,所以仅仅是把n比特位复制给d,没有进行必要的分析,所以其要慎用*/

dynamic_cast< type * / & ><value>               

作用:

  • 用于类层次间进行转换
    　　上行转换(由子类指针转换成父类指针),dynamic_cast 和 static_cast 的效果是一样的
    　　下行转换(由父类指针转换成子类指针),dynamic_cast 具有类型检查的功能(通过虚函数表,所以子类必须有虚函数),比static_cast更安全
  • dynamic_cast 还支持交叉转换（cross cast）,但是返回结果是 null
  • dynamic_cast 基类转指正时候得到结果为 null

要求:

　　type */&必须是类的指针或者引用

解释:

  • l type:要转换成类型
  • l value:变量名

例子:

View Code 
 1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 class human
 5 {
 6 public:
 7     virtual void show()
 8     {
 9         cout<<"this is human!"<<endl;
10     }
11 };
12 class man:public human
13 {
14 public:
15     virtual void show()
16     {
17         cout<<"this is man!"<<endl;
18     }
19 };
20 class woman:public human
21 {
22 public:
23     virtual void show()
24     {
25         cout<<"this is woman!"<<endl;
26     }
27 };
28 void result(human *ph,man* pm,woman* pw)
29 {
30     if(ph != NULL)
31         ph->show();
32     else
33         cout<<"ph is NULL!"<<endl;
34     if(pm != NULL)
35         pm->show();
36     else
37         cout<<"pm is NULL!"<<endl;
38     if(pw != NULL)
39         pw->show();
40     else
41         cout<<"pw is NULL!"<<endl;
42     cout<<endl;
43 }
44 void main()
45 {
46     human* ph = new human;
47     man *pm = new man;
48     woman *pw = new woman;
49     cout<<"未转换前的结果"<<endl;
50     result(ph,pm,pw);
51 
52     human *temph = ph;
53     ph = dynamic_cast<human*>(pm);
54     cout<<"ph与pm的经上行转换后的结果"<<endl;
55     result(ph,pm,pw);
56 
57 
58     
59     ph = temph;
60     man *tempm = pm;
61     pm = dynamic_cast<man*>(ph);
62     cout<<"pm与ph的经下行转换后的结果"<<endl;
63     result(ph,pm,pw);
64 
65     pm = tempm;
66     woman *tempw = pw;
67     pw = dynamic_cast<woman*>(pm);    
68     cout<<"pm与pw的经交叉转换后的结果"<<endl;
69     result(ph,pm,pw);
70 
71     system("pause");
72 }

输出结果

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旧式c风格强制转换

格式:

　　（类型名）（表达式）

例子:

1 int a = 100;
2 double b = 1.75 , c = 5.68;
3 a = (int)(b);        //此时a的值为1
4 a = (int)(b+c);     //此时a的值为7

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posted @ 2012-06-27 09:10  kzangv  阅读(2602)  评论(0)  编辑  收藏  举报
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