C++基础总结

C++基础知识

函数指针

函数指针作用：

• 提供调用的灵活性，例如qsort中的排序，是选择排大，还是排小
• 实现面向对象编程中的多态性
• 回调函数
• 简化结构和程序通用性

typedef const double* (p_fun)(const double d);//p_fun是一种typename，而不是函数指针
void (*fun(int (*arg)(void)))(void); // 返回值为void()函数指针，形参为int ()函数指针，函数名为fun

C++类型

• 类默认成员为private，结构体默认为public
• 空结构体和类大小为1，空类也可以实例化，类实例化出的每个对象都需要有不同的内存地址，为使每个对象在内存中的地址不同，所以在类中会加入一个隐含字节
• 成员变量在类中的内存存储并不一定是连续的。它是按照编译器的设置，按照内存块来存储的，这个内存块大小的取值，就是内存对齐。
• vs中使用#pragma pack(1)宏可以更改块的大小 位字段无法用sizeof获取内存大小
• 结构体变量中的成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍）
• 结构体大小必须是所有成员大小的整数倍，也即所有成员大小的整数倍
• 类成员构造顺序：基类静态成员 – 子类静态成员 – (设置v_ptr/基类成员变量 ) –基类构造函数 – (设置v_ptr/子类成员变量) – 子类构造函数

函数返回多个值的方法

• 把返回值打包返回，如返回一个数组名，指针，结构体
• 函数外定义，函数类修改

C11内存持续性

• 自动存储持续性：栈内存中的变量
• 静态存储持续性：使用static定义的变量，程序运行整个过程
• 线程存储持续性：使用Local_thread修饰的变量，线程生命周期
• 动态存储持续性：直到delete或free

智能指针

有3种方案来管理内部指针：

1. delete掉复制构造，复制拷贝
2. 引用计数
3. 底层复制，即复制内部指针指向的内存

Share_ptr：采用方案二，引用计数，但是存在内存泄漏的风险（相互引用）
Unique_ptr：采用方案一，用来替代auto_ptr
Weak_ptr：用来处理share_ptr相互引用的内存泄漏问题，由Share_ptr生成，但不会增加Share_ptr计数，同时也不会管理对象生命
auto_ptr：被摈弃

函数内联

添加inline标识符，编译器不一定会采用内联，编译器需要支持内联，函数过大，递归函数与宏定义不同，宏定义通过文本替换实现，而内联是参数传递

类中内联的4种方式

1、 隐式内联，实现在类中
2、 显示内联，类里声明inline，类中或类外实现
3、 追加内联，类中不声明inline，类外声明并实现inline
4、 非内联，定义和申明都没有inline
返回值类型确定：
1、返回指向const对象的引用
2、返回非const对象引用
常见引用目的提高效率，免去复制构造和析构，非const典型为cout，连续操作对象
3、返回对象
函数体内的临时变量
4、返回const对象
示例：加法运算：
Vector Vector::operator+()
o1 + o2 = o3;//正确运行
应该修改为const Vector Vector:operator+();
o1 + o2 = o3;//会报错

explicit

只有单个参数的构造方法，才会可能隐式转换，explicit必须显示调用，隐式转换的可能：
1、 将Class对象初始化为double值
2、 将double值赋值给Class对象
3、 将double值传递给接受Class对象参数的函数时
4、 返回值为Class对象时，返回double值
5、 在上述任意一种情况下，使用可转换为double类型的内置类型时

函数栈框架

一个进程中可以同时包含多个线程。
我们通常认为线程是操作系统可识别的最小并发执行和调度单位。
同一进程中的多个线程共享代码段（代码和常量）、数据段（静态和全局变量）和扩展段（堆存储），但是每个线程有自己的栈段。栈段又叫运行时栈，用来存放所有局部变量和临时变量（参数、返回值、临时构造的变量等）。这一条对下文中的某些概念来说是非常重要的 。但是请注意，这里提到的各个“段”都是逻辑上的说法，在物理上某些硬件架构或者操作系统可能不使用段式存储。不过没关系，编译器会保证这些逻辑概念和假设的前提条件对每个 C/C++ 程序员来说始终是成立的。
一般来说，编译器会为当前调用栈里的每个函数建立一个栈框架（Stack Frame）。“栈框架”担负着以下重要任务：
传递参数：通常，函数的调用参数总是在这个函数栈框架的最顶端。
传递返回地址：告诉被调用者的 return 语句应该 return 到哪里去，通常指向该函数调用的下一条语句（代码段中的偏移）。
存放调用者的当前栈指针：便于清理被调用者的所有局部变量、并恢复调用者的现场。
存放当前函数内的所有局部变量：记得吗？刚才说过所有局部和临时变量都是存储在栈上的。　
由于共享了除栈以外的所有内存地址段，线程不可以有自己的“静态”或“全局”变量，为了弥补这一缺憾，操作系统通常会提供一种称为 TLS（Thread Local Storage，即：“线程本地存储”）的机制。通过该机制可以实现类似的功能。TLS 通常是线程控制块（TCB）中的某个指针所指向的一个指针数组，数组中的每个元素称为一个槽（Slot），每个槽中的指针由使用者定义，可以指向任意位置（但通常是指向堆存储中的某个偏移）。

decltype推导四准则

decltype推导四规则

1. 如果e是一个没有带括号的标记符表达式或者类成员访问表达式，那么的decltype（e）就是e所命名的实体的类型。此外，如果e是一个被重载的函数，则会导致编译错误。
2. 否则 ，假设e的类型是T，如果e是一个将亡值，那么decltype（e）为T&&
3. 否则，假设e的类型是T，如果e是一个左值，那么decltype（e）为T&。
4. 否则，假设e的类型是T，则decltype（e）为T。
   标记符指的是除去关键字、字面量等编译器需要使用的标记之外的程序员自己定义的标记，而单个标记符对应的表达式即为标记符表达式。

通用引用

通用引用只在类型推导时会出现：

1. 函数模板参数（function template parameters）
2. auto声明（auto declaration）
3. auto && var = …;
4. typedef声明（typedef declaration）
5. decltype声明（decltype declaration）

只有在通用应用中才会出现引用合成

类型转换

static_cast 转换失败抛出异常，向下转换不会进行类型检查
dynamic_cast支持交叉转换，转换失败返回空指针，向下转换会进行类型检查判断

系统调用

频繁调用系统内核函数会导致性能降低，因为程序进入内核态时，系统会将程序封装保存，在切入内核态，返回切换会导致性能降低