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两万字总结《C++ Primer》要点(1)
机器之心 | 2021-04-08 19:59:40    阅读:246   发布文章

以下文章来源于Jacen的技术笔记 ,作者Jacen

对于想要入门C++的同学来说,《C++ Primer》是一本不能错过的入门书籍,它用平易近人的实例化教学激发学生的学习兴趣,帮助学生一步步走进C++的大门。在本文中,作者Jacen用两万多字总结了《C++ Primer 中文版(第五版)》1-16章的阅读要点,可以作为该书的阅读参考。注:原书更为详细,本文仅作学习交流使用。

第一章 开始

1.1 编写一个简单的C++程序


int main()
{
return 0;
}

每个C++程序都包含一个或多个函数,其中一个必须命名为main.

1.2 初识输入输出

对象         用途

cin        标准输入

cout     标准输出

cerr     标准错误

clog     输出运行时的一般性消息

1.3 注释简介

两种:

单行注释://

界定符:/* 和 */

1.4 控制流

while;for;if;

第二章 变量和基本类型

P30-P71

数据类型是程序的基础。C++语言支持广泛的数据类型。

基本内置类型

1.算术类型

类型最小尺寸

bool

未定义

char

8位

w_char_t

16位

char16_t

16位

char32_t

32位

short

16位

int

16位

long

32位

long long

64位

float

6位有效数字

double

10位有效数字

long double

10位有效数字

2.类型转换

不要混用符号类型和无符号类型。

变量

1.变量定义

(1)基本形式:

类型说明符,随后紧跟着一个或者多个变量名组成的列表,其中变量名以逗号分隔,最后以分号结束。

(2)初始值

在C++中,初始化和赋值是2个完全不同的操作。初始化的含义是创建变量的时候赋予一个初始值,而赋值的含义是把对象的当前值擦除,用一个新值来替代。两者区别很小。

(3)列表初始化

用花括号来初始化变量的方式,称为列表初始化。

(4)默认初始化

如果定义变量没有指定初始值,则变量被默认初始化。

::: tip

例外情况:

定义在函数体内部的内置类型变量将不被初始化,其值未定义。

建议初始化每个内置类型的变量。:::

2.变量声明和定义的关系

变量声明:规定了变量的类型和名字。

变量定义:除声明之外,还需要申请存储空间。

如果想声明一个变量,而非定义它,需要使用extern关键词。

extern int i;    // 声明i而非定义i

int j;           // 声明并定义j

::: tip变量只能被定义一次,但可以被多次声明。:::

3.名字的作用域

作用域:C++中大多数作用域都用花括号分隔。

作用域中一旦声明了某个名字,它所嵌套的所有作用域都能访问该名字。同时,允许在内层作用域中重新定义外层作用域中有的名字。

::: warning如果函数有可能用到某全局变量,则不宜再定义一个同名的局部变量。:::

复合类型

定义:复合类型是基于其他类型定义的类型。

1.引用

引用:为对象起另外一个名字。

::: warning引用必须被初始化。引用本身不是对象,所以不能定义引用的引用。引用要和绑定的对象严格匹配。引用类型的初始值,必须是一个对象。:::

2.指针

指针:本身就是一个对象。允许对指针赋值和拷贝。指针无须在定义的时候赋值。

(1)利用指针访问对象

如果指针指向了一个对象,则允许使用解引用符(*)来访问该对象。

(2)void* 指针

3.理解复合类型的声明

(1)指向指针的指针

** 表示指向指针的指针

*** 表示指向指针的指针的指针

(2)指向指针的引用

不能定义指向引用的指针。但指针是对象,所以存在对指针的引用。

const限定符

定义:const用于定义一个变量,它的值不能被改变。const对象必须初始化。

::: tip

默认状态下,const对象仅在文件内有效。当多个文件出现了同名的const变量时,等同于在不同文件中分别定义了独立的变量。

如果想让const变量在文件间共享,则使用extern修饰。

:::

(1)const的引用

允许为一个常量引用绑定非常量的对象、字面值,甚至是个一般表达式。

一般,引用的类型必须与其所引用对象的类型一致,特殊情况是表达式。

(2)指针和const

弄清楚类型,可以从右边往左边阅读。

(3)顶层const

top-level const 表示指针本身是个常量

low-level const表示指针所指的对象是一个常量。

(4)constexpr和常量表达式

C++新标准规定,允许将变量声明为constexpr类型以便由编译器来验证变量的值是否是一个常量表达式。

处理类型

类型别名

两种方法用于定义类型别名:

(1)使用关键词typedef

typedef double wages; //wages是double的同义词

typedef wages *p; // p是double*的同义词

(2)别名声明

using SI = Sales_item;  // SI是Sales_item的同义词

auto类型说明符:让编译器通过初始值来推算变量的类型。

decltype类型指示符:选择并返回操作符的数据类型。只得到类型,不实际计算表达式的值。

自定义数据结构

(1)类

数据结构是把一组相关的数据元素组织起来,然后使用它们的策略和方法。

类一般不定义在函数体内,为了确保各个文件中类的定义一致,类通常被定义在头文件中,而且类所在头文件的名字应该与类的名字一样。

头文件通常包含那些被定义一次的实体。

(2)预处理器

#ifndef SALES_DATA_H

#define SALES_DATA_H

#endif

一般把预处理变量的名字全部大写。

术语

空指针 :值为0的指针,空指针合法但是不指向任何对象。nullPtr是表示空指针的字面值常量。

void*:可以指向任意非常量的指针类型,不能执行解引用操作。

第三章 字符串、向量和数组

P74-P118

string表示可变长的字符序列,vector存放的是某种给定类型对象的可变长序列。

命名空间的 using 声明

using namespace:name;

头文件不应包含using声明。

标准库类型 string

#include <string>

using namespace std;

(1)定义和初始化

string s1;

sting s2(s1);

string s3("value");

string s3 = "value";

string s4(n, 'c');

(2)string对象的操作

s.empty();      // 判空

s.size();       // 字符个数

s[n];           // s中第n个字符的引用

s1+s2;          // s1和s2连接

<,<=,>,>=       // 比较

::: warning

标准局允许把字面值和字符串字面值转换成string对象。字面值和string是不同的类型。

:::

(3)处理string对象中的字符

::: tipC++程序的头文件应该使用cname,而不应该使用name.h的形式:::

遍历给定序列中的每个值执行某种操作

for (declaration : expression)

    statement

标准库类型 vector

标准库vector表示对象的集合,其中所有对象的类型都相同。

vector是一个类模板,而不是类型。

(1)定义和初始化vector对象

vector<T> v1;
vector<T> v2(v1);
vector<T> v2 = v1;
vector<T> v3(n, val);
vector<T> v4(n);
vector<T> v5{a,b,c...}
vecrot<T> v5={a,b,c...}

如果用圆括号,那么提供的值是用来构造vector对象的。

如果用花括号,则是使用列表初始化该vector对象。

(2)向vector对象添加元素

先定义一个空的vector对象,在运行的时候使用push_back向其中添加具体指。

(3)其他vector操作

v.empty();
v.size();
v.push_back(t);
v[n];

::: warning

只能对确认已存在的元素执行下标操作。

:::

迭代器介绍

迭代器运算符

*iter            // 解引用,返回引用
iter->mem        // 等价于  (*iter).mem
++iter
--iter
iter1 == iter2
iter1 != iter2
iter + n
iter - n
iter += n
iter -= n
iter1 - iter2     // 两个迭代器相减的结果是它们之间的距离
>, >=, <, <=      // 位置比较

::: warning

凡是使用了迭代器的循环体,都不能向迭代器所属的容器添加元素。

:::

数组

(1)数组、指针

使用数组下标的时候,通常将其定义为size_t类型。

::: warning

定义数组必须指定数组的类型,不允许用auto推断。

不存在引用的数组。

如果两个指针分别指向不相关的对象,则不能进行对这2个指针进行比较。

:::

多维数组

多维数组实际上是数组的数组。

size_t cnt = 0;
for(auto &row : a)
for (auto &col : row){
col = cnt;
++cnt;
}

int *ip[4];    // 整型指针的数组
int (*ip)[4];  // 指向含有4个整数的数组

术语

begin string和vector的成员,返回指向第一个元素的迭代器。也是一个标准库函数,输入一个数组,返回指向该数组首元素的指针。

end string和vector的成员,返回一个尾后迭代器。也是一个标准库函数,输入一个数组,返回指向该数组尾元素的下一个位置的指针。

第四章 表达式

P120-P151

4.1 基础

重载运算符:为已经存在的运算符赋予了另外一层含义。

左值、右值:

当一个对象用作右值得时候,用的是对象的值(内容)。

当对象被用作左值得时候,用的是对象的身份(在内存中的位置)。

4.2 算术运算符

%:参与取余运算的运算对象必须是整数类型。

4.3 逻辑和关系运算符

2.jpg

&& 运算符和 || 运算符都是先求左侧运算对象的值再求右侧运算对象的值。   

::: warning

进行比较运算的时候,除非比较的对象是bool类型,否则不要使用布尔字面值true,false作为运算对象。

:::

4.4 赋值运算符

赋值运算符满足右结合律。

不要混淆相等运算符和赋值运算符

if (i = j)
if (i == j)

4.5 递增和递减运算符

递增运算符 ++

递减运算符 --

4.6 成员访问运算符

点运算符和箭头运算符

n = (*p).size();
n = p->size();

4.7 条件运算符

condition ? expression1 : expression2;

4.8 位运算符

3.jpg

4.9 sizeof运算符

sizeof运算符返回一条表达式或一个类型名字所占的字节数,其所得值是一个size_t类型,是一个常量表达式。

sizeof (type)
sizeof expr

4.10 逗号运算符

逗号运算符含有两个运算对象,按照从左向右的顺序依次求值。

4.11 类型转换

隐式转换

显式转换

命名的强制类型转换

cast-name<type>(expression)
// cast-name是static_cast,dynamic_cast,const_cast,reinterpret_cast

::: tip

由于强制类型转换干扰了正常的类型检查,因此建议避免强制类型转换。

:::

4.12 运算符优先级表

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