C++ 入门

001 c++ 如何工作

  • 任何以 # 开头的语句，都是预处理语句，所谓的预处理语句，在编译之前，就已经被处理了

  • 关键字 include：找到 <> 文件（通常称为“头文件”），然后将 <> 中的所有内容拷贝到现在的文件里

  • main()比较特殊，虽然它的返回值类型是 int，但它不一定需要返回值，如果不设置返回值，默认返回 0

  • << 运算符叫做重载运算符，可以看成是一个函数（重载运算符 == 函数）

  • 解决方案平台（Solution Platforms）：编译代码的目标平台；
    x86：目标平台是 windows32 位（生成 32 位的 windows 应用程序）

  • 预处理后，我们的文件将被编译，编译器将所有 c++ 代码 -> 二进制的机器码

  • 源文件.cpp --编译--> 目标文件.obj --链接--> 可执行文件.exe

  • 链接：将 .obj 文件链接（合并）到一起，编成一个可执行文件。比如函数声明，是不同.cpp之间的合并。这里强调一下，只有函数调用的时候，才会产生链接，声明的时候，是不会进行链接的。声明只是在函数被调用的时候，能够找到合适的链接函数

  • 头文件不会被编译，头文件拷贝过来时，已经被编译过了；
    编译一个单独的文件时，不会 link。单个文件编译快捷键：ctrl + F7

Main.cpp

#include <iostream>  # 这一条语句其实包含了 50623 行代码，所以 Main.cpp 文件才会很大

void Log(const char* message);

int main()
{
	// std::cout << "Hello World!" << std::endl;  // 将字符串 Hello World! 推送到 cout 流中，然后打印到终端；endl 告诉终端，跳到下一行
        Log("Hello World!!");
	std::cin.get();  // 程序暂停执行，直到按下 enter 键
}

Log.cpp

#include <iostream>

void Log(const char* message)
{
	std::cout << message << std::endl;
}

002 c++ 编译器如何工作

  • 编译器本质工作：将我们的文本文件 -> 目标文件，便于后续的链接

  • 我们先按照编程语言的规则，将代码进行记号化和解析成编译能理解和推理的格式，然后编译器对所有的代码进行预处理，这儿会产生抽象语法树。编译器的工作就是将我们的代码转换成常量数据或指令，一旦编译器生成这个 AST ，它可以生成实际的机器码

  • 抽象语法树（abstract syntax code，AST）是源代码的抽象语法结构的树状表示，树上的每个节点都表示源代码中的一种结构，这所以说是抽象的，是因为抽象语法树并不会表示出真实语法出现的每一个细节。比如，嵌套括号被隐含在树的结构中，并没有以节点的形式呈现

  • 编译器只会编译 .cpp 的 c++ 文件，这些 cpp 文件被称为翻译单元（一个 CPP 文件不一定等于一个翻译单元，如果项目较小，那么每个 CPP 文件都是一个翻译单元）

  • 实际上，没有所谓的文件，编译器根本不 care 文件不文件，文件只是提供给编译器源代码的一种方式而已

  • 下面的例子，主要想说明的就是，编译器在处理头文件时，会把头文件中的所有内容都复制到当前文件

  • 强调一下，我们平时在写代码的时候，要尽可能的简洁，尽可能的优化我们的代码，比如将 Math.cpp 中的 int result = a * b; 一行去掉，直接 return a * b; 编译在工作时，会节省四行代码

Math.cpp

int Math(int a, int b)
{
	int result = a * b;
	return result;
#include "EndBrace.h"

EndBrace.h

}

003 c++ 链接器如何工作

  • 链接的主要工作：找到每个符合和函数在哪，并把他们链接起来

  • 源文件被编译之后，每个文件都是单独的翻译单元，他们之间没有任何关系，不能交互

  • 下面的例子很好的说明了链接的作用，Multiply() 定义了，即使你在当前的翻译单元里没有调用 Multiply()，但是链接器会认为你在其他的文件里会用到这个函数，所以，它还是会被进行链接。函数内部的函数调用，也会进行链接，所以调用的 Log() 和 Log.cpp 文件中的 Logr() 不对应，就会产生链接错误

  • 我们可以使用 static 函数，直接规定死，Multiply() 只在当前文件下使用，不让它和其他变量或函数进行链接，就会避免上述错误

Math.cpp

# include <iostream>

void Log(const char* message);

// static int Multiply(int a, int b)
int Multiply(int a, int b)
{
	Log("Multiply");
	return a * b;
}

int main()
{
	std::cin.get();
}

Log.cpp

#include <iostream>

void Logr(const char* message)
{
	std::cout << message << std::endl;
}

  • 下面介绍一下，函数定义重复，导致的链接错误

  • 这里其实会报错的，Math.cpp 和 Log.cpp 都包含了头文件 # include "Log.h"，也就是说，Log() 的定义被复制了两遍，产生重复链接错误。如果我们将 Log() 的修饰符改为 static 或 inline ，则会消除链接错误

  • 还有一种解决办法就是，在 Log.h 中只声明 Log()，然后在 Log.cpp 中定义 Log()，这样也不会产生链接错误

Log.h

# include <iostream>

void Log(const char* message)
{
	std::cout << message << std::endl;
}

Log.cpp

# include "Log.h"

void InitLog()
{
	Log("Initialized Log");
}

Math.cpp

# include <iostream>
# include "Log.h"

static int Multiply(int a, int b)
{
	Log("Multiply");
	return a * b;
}

int main()
{
	std::cout << Multiply(5, 8) << std::endl;
	std::cin.get();
}
  • inline 的作用就是获取实际的函数体，并将函数调用替换为函数体，比如在 Log.cpp
# include "Log.h"

void InitLog()
{
	// Log("Initialized Log");
        std::cout << "Initialized Log" << std::endl;
}

004 变量和函数

  • 当我们创建一个变量的时候，他们会被放到内存（堆和栈）里

  • 不同变量类型之间的唯一区别：在内存中所占大小，而不同类型的变量所占内存大小与编译器有关

  • int 数据类型可以存储 -20亿 ~ +20 亿之间（约数）的值

  • 变量的类型大小与它能存储多大的数字直接相关

  • unsigned 数据类型取值范围 0 ~ 40 亿，是因为它把符号位移除了

# include <iostream>

int main()
{
        float variable = 4.4f;  // 在值的后面添加 f 区分 float 和 double 
        double var = 9.9;
	std::cout << variable << std::endl;
	std::cout << var << std::endl;
	std::cin.get();
}

  • bool 数据类型的取值为 true 或 false，其在计算机中表示为 1 或 0，但是该类型的变量在内存中，占 1Byte ，虽然其只是 0 或 1，只用 1bit 就行，但是在处理寻址内存时，不能寻址只有 1bit 位的内容，只能寻址字节

  • 可以使用 sizeof() 查看变量所占内存

Main.cpp

# include <iostream>

int main()
{
        bool var = false;
	std::cout << sizeof(var) << std::endl;  // 1
	std::cin.get();
}

  • 函数，不是 c++ 类里的

  • main() 是一个特殊的函数，可以不写函数函数返回值，但是其他的所有函数，都需要写返回值，否则会报错

  • 函数声明通常存储在头文件中，在翻译单元或 cpp 文件实现定义

005 c++ 头文件

  • 对于 c++ 而言，头文件通常用于声明某些类型的函数

  • 函数完美地解决了重复代码的问题，而头文件完美解决了函数调用必须有声明的问题，有了头文件，就不用在每个翻译单元声明函数了

  • 如果我们在 .h 头文件里包含了 #include 那么在翻译单元里，只要包含了 .h 文件，不添加 #include 也可以

  • pragma 是一个被发送到编译器或预处理器的预处理指令

  • pragma once 监督头文件，阻止单个头文件多次被包含

Log.h

# pragma once  // 只包括这个头文件一次

  • 如果我们要包含的文件，在其中的一个文件夹里，用尖括号 <> 告诉编译器，搜索包含路径文件夹。说白了就是，用引号可以指定相对路径

  • 而引号 "" 通常是告诉编译器，包含相对于当前文件的文件

  • c++ 标准库，通常没有后缀 .h，是为了和 c 进行区分

  • 在 vs 里，可以右键打开文档，查看所选头文件完整内容；右键函数名，可以查看函数定义

006 调试

  • 断点：程序中调试器将中断的点

  • 程序中断后，内存数据实际上还在

  • vs 中，F9 可以在当前行设置断点

  • step into：进入当前代码的函数里（如果有函数的话

  • step over：从当前函数跳到下一行代码

  • step out：跳出当前函数，回到调用这个函数的位置

  • 定义变量，还没初始化的时候，会随机分配一块内存空间，此时该内存空间的值就是变量的临时直

  • 在 vs 中可以在 Debug --> windows --> memory 中查看所有内存

  • 某块内存用十六进制的 cc 填充，意味是未初始化的栈内存

持续更新ing....

posted @ 2023-05-07 16:09  Kiiiim4499  阅读(111)  评论(0)  编辑  收藏  举报