剑指offer复盘(二)——C++语言基础

按照剑指offer顺序，第二章内容是关于基础知识的部分。以下主要是关于C++语言的内容总结，主要是针对之前有些不太了解的地方，作一下简略的记录，可能主观性较强，想到哪里就写到哪里，后续会不断补充。与STL和刷题有关的知识会放在另外的地方。

关于const

const与指针

const int * p和int * const p的功能呢可以通过结合顺序来理解，前者是常量指针(指向常量的指针变量)，指向const int类型，可以修改指针指向的变量但是不能进行(*p=1)操作，后者是指针常量(一个常量)，指向int类型，可以进行(*p=1)操作不能进行(p+=1)操作。

const与引用

首先看一下引用，引用是一个变量的别名，不占用内存，引用必须被初始化，并且初始化后不可以再修改为指向其他变量。

注意初始化的时候并不是用被引用变量的地址，而是直接使用被引用变量。

int a = 1;
int &r = &a; //错误
int &r = a; // 正确

const引用可以使用不同的类型进行引用初始化，其相当于是绑定并认为该被变量/表达式是const的。需要注意的是，即使是中间需要进行类型转换(如double到const int &)，或者绑定的是临时变量，const引用也是有效的。

那么这样的操作有什么用呢？显然，普通的引用的功能是通过这个别名来访问/修改所被引用变量的值：

int a = 1;
int &r = a;
r = 2;

下面具体到使用场景上，常见的const引用使用场景是作为函数参数进行传递，比如：

int func(const int & a);

此时，我们不能通过引用a修改对应变量的值。

在函数中，为了减少创建pass-by-value创建变量的消耗，所以使用pass-by-reference，但是在pass-by-reference时，又不希望子函数去修改传入变量，这种情况就可以使用const引用来达到目的。

const与类成员

const修饰类成员函数时，可以防止这个类成员函数修改类中的成员变量；

```
int A::fun(int x) const{
    XXX;
}
```

同时，只有const类成员函数才能访问const类成员变量。

为什么要这样设计呢？个人认为主要是出于封装的考虑，比如一个类Student可能会含有private成员变量unsigned int age，那么如果外界想要访问学生Student的年龄，可以定义一个成员函数unsigned int Student::get_age() const;,通过这样一个const成员函数去获取成员变量的值，避免了暴露内部成员变量。

关于static

static关键字的使用主要有以下几种情况：

static静态局部变量

静态局部变量是在函数内部创建的静态变量，特点是：

数据位于全局存储区
首次执行函数的时候被初始化，然后值一直保持,下一次调用函数的时候不再初始化；
会进行默认初始化
作用域依然是局部的，仅在函数内可以用

static静态全局变量

全局变量定义在函数外，使用static主要是为了实现文件隔离，static的变量只能在本文件内被使用（区别于全局变量）。

static静态函数

与静态全局变量相似，也可以文件隔离。

static静态类成员变量

静态成员是属于类本身，而不是每次实例化一个类就产生新的变量。

static静态类成员函数

思想和上面是一样的，静态成员函数不能访问非静态的成员函数和非静态数据成员，因为它是属于类本身的。

关于强制类型转换

首先要理解什么是类型转换，类型转换是指从一种数据类型转换到另外一种数据类型(废话)，类型转换有显式explicit和隐式implicit之分，比如一个函数接受参数为double类型，但是传入为int，这个时候会进行隐式类型转换(int到double)：

double fun(double a){
  XXX;
  return b;  
}

int x = 10;
double y = fun(x);

而显式类型转换是通过括号()操作，直接把一个变量的类型转化为另一个类型，比如：

double a = 3.14;
int b = (int) a;

以下主要讨论显式类型转换，C语言中对于显式类型转换比较放得开，只要把目标类型扔进括号()就可以(此处不绝对，处理指针要麻烦一些，暂不涉及)。但是在C++中，除了兼容C的这一做法外，更好的选择是使用4个与类型转换有关的关键字进行转换：

static_cast
dynamic_cast
const_cast
reinterpret_cast

个人认为，按照以下方法记忆比较好：

static_cast主要用于C++中内置的基本数据类型之间的转换，也可以用于派生类到基类指针/引用之间的转换，但是有以下两种限制：

不用于基类到派生类之间的转换
不能用于添加/删除const限定

为了解决限制1，可以使用dynamic_cast，dynamic_cast可以完成基类到派生类之间指针/引用的转换，其可以进行动态类型检查，因此称为dynamic。

为了解决限制2，可以使用const_cast，const_cast主要用于从指针/引用类型中加入/去除const或者volatile限定。

此外，还剩下reinterrpret_cast，其相对比较万能，可以转化任何内置类型为其他类型，也可以把任何类型指针转化为其他的类型，因为正如名字一样它进行了重解释reinterpret。这个操作并不安全，因此它也不常用。

关于OOP概念

OOP的核心概念是继承、封装、多态。以下均为个人理解：

继承

为了提高开发效率，进行代码复用，可以将对象类进行组织，使得对象类的公共性质/功能被提炼出来作为一个类，后面的每个对象对应的类共同享有这一性质。

封装

隐藏具体实现方法，提供接口，为开发创造方便。

多态

有了继承和封装之后，我们想要实现特异性，即不同类对同一功能有不同的做法。这就是多态。

C++多态主要通过虚函数实现，在基类中定义一个函数为虚函数，后面的派生类可以根据自己的需要进行不同的实现。

在实现方法上，拥有虚函数的类拥有虚函数指针。虚函数按照表的方式进行组织，构成虚函数表。在子类中，如果函数覆盖了对应的虚函数，其在虚函数表的对应位置也发生了对应替换，这样完成了多态的实现。

C++内存划分

堆、栈、静态存储区、常量区、代码区

全局变量使用

可以用引用头文件的方式，也可以用extern关键字。用引用头文件方式，如果变量出错，则在编译期间会报错；如果用extern方式，假定犯了同样的错误，那么在编译期间不会报错，而在连接期间报错。

类中访问限制

private是私有类型，只有本类中的成员函数、友元访问；protect是保护型的，本类和继承类可以访问；public是公有类型，任何类都可以访问。

智能指针

智能指针存在于<memory>头文件中，主要有shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr。

shared_ptr中多个智能指针可以共享同一个对象
unique_ptr中指针独占对象
weak_ptr共享但不拥有某对象，用于打破环状引用

内存对齐

需要注意：

每一个成员的偏移量都必须是该成员的倍数
结构体的大小必须是该结构体字节数最大成员的倍数

TodoList

构造/析构函数的处理
运算符/函数重载

参考资料

https://blog.csdn.net/weixin_38403778/article/details/82290139

https://blog.csdn.net/weixin_43329614/article/details/89103574

https://www.cnblogs.com/junlinfeizixiao/p/6193412.html

https://www.cnblogs.com/chio/archive/2007/07/18/822389.html

https://www.cnblogs.com/suomeimei/p/10513522.html

https://blog.csdn.net/weixin_40311211/article/details/82851300

https://blog.nowcoder.net/n/f73dc0635ae14a7e8643a9dba9b5783c

https://blog.csdn.net/u010189457/article/details/81118855

https://github.com/huihut/interview#cc

posted @ 2020-07-07 21:21 haydenhs 阅读(165) 评论(0) 收藏举报

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