c++基础

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一、基础知识:

1.构造和析构

类的构造函数是一种特殊的函数，在创建一个新的对象时调用。类的析构函数也是一种特殊的函数，在删除所创建的对象时调用。

构造顺序：父类->子类

析构顺序：子类->父类

2.函数重载和运算符重载

• 函数重载：在同一作用域内可以声明多个重名函数，其函数参数的个数或顺序或类型必须不同，不能仅通过返回类型的不同来重载函数。

• 运算符重载：运算符重载函数是类的成员函数(法一)时，它的第一个操作数是调用该函数的对象（即 this 指针指向的对象），第二个操作数是通过参数传递的对象。

Box operator+(const Box& b) {
    Box box;
    box.length = this->length + b.length;
    box.breadth = this->breadth + b.breadth;
    box.height = this->height + b.height;
    return box;
}

上述代码是针对+的重载，可以实现两个Box对象的相加。

还有一种方式是通过全局函数的方式重载(定义在类外面)

Box operator+(const Box& a, const Box& b) {
    Box box;
    box.setLength(a.getLength() + b.getLength());
    box.setBreadth(a.getBreadth() + b.getBreadth());
    box.setHeight(a.getHeight() + b.getHeight());
    return box;
}

调用方式依然是Box3=Box1+Box2。此时编译器会将其解释为Box3 = operator+(Box1, Box2);

3.结构体内存对齐
含义：以空间换时间，使一次访存可以取出一条指令，加快存取速度，常用于RISC指令流水线。

//  可查看struct大小
struct Example {
  char a;      // 1 字节
  int b;       // 4 字节
  double c;    // 8 字节
};
cout << "Size of Example: " << sizeof(Example) << endl;

如何控制内存对齐方式？

1.c++11提供了alignas，可以指定结构体对齐方式。

struct alignas(16) Example {
    char a;
    int b;
    double c;
};

注意事项：alignas的对齐值必须是2的幂次倍，且不能小于结构体最小成员对齐值。

当指定数值小于默认值的时候，alignas无效。

2.#pragma pack(push,n)

  alignas无效时，使用#pragma强制将对齐方式设置为 n 字节

二、指针和引用

1.指针

• 指针是一个变量，存储的是另一个变量的内存地址
• 指针可以指向任意类型的对象，包括空指针
• 指针可以在任何时候被重新赋值
• 在定义中使用 * 声明指针，使用&获取地址。

  int a = 10;
  int* p = &a;
  std::cout << "p=" << p << " *p=" << *p << "\n";
  输出结果为p=BAF0DDF750 *p=10
  p是指针，存的是所指变量的地址，*p获取所指变量的值

2.引用

• 使用 & 声明引用，绑定后不能更换
• 引用直接访问绑定的变量，无需解引用
• 引用是一个变量的别名，在定义时必须初始化
• 引用不可以为空，必须绑定到一个有效对象

int a = 10,b=20;
int& ref = a;  // ref绑定到a，ref 是 a 的别名
// int& ref2;  // 错误：引用必须初始化
// ref = b;    // 这不是重新绑定，而是将 b 的值赋给 a

3.指针和变量的区别

• 指针是一个独立的变量，占用内存。引用占不占内存需要看编译器
• 指针有多级指针，引用只有一级。

  int a = 10;
  int* p1 = &a;// p1指向a
  int** p2 = &p1;//p2指向p1
  int &ref=a;
  cout << "p1=" << p1 << " *p1=" << *p1;//p1存储a的地址，*p1获取a的值
  cout << "p2=" << p2 << " *p2=" << *p2 ;p2存储p1的地址，*p2获取p1的值
  运行结果 
  p1=0000009BADFDF7E8 *p1=10
  p2=0000009BADFDF7E0 *p2=0000009BADFDF7E8

• sizeof(p1)=8，获取的是p1这个指针的大小。sizeof(ref)=4，获取的是a的大小。
• 当把指针作为参数进行传递时，也是将实参的一个拷贝传递给形参，两者指向的地址相同，但二者是独立变量，在函数中改变这个变量的指向不影响实参。而引用却可以，函数接收的是原变量的引用（别名），操作引用等同于操作原变量。

需要注意的小地方

• *的两种用途：在声明中用于表示指针类型。表达式中用于解引用指针，访问指针指向的值
• &的两种用途：在引用声明中使用，定义一个引用(别名)。在指针声明中使用，获取变量的内存地址

三、堆和栈

• 堆（Heap）：用于运行时的动态内存分配，向上（高地址）生长。代码和数据区，在进程开始运行时就被指定了大小；而通过调用 malloc 和 free 这样的 C 标准库函数，可以让堆区动态地扩展和收缩。

• 用户栈（Stack）：位于虚拟地址空间用户区顶部，向下（低地址）生长。一般用来存储局部变量和函数参数，结合堆栈指针可以方便地实现函数的调用和返回。

• 区别：

• 申请方式不同:栈由系统自动分配。堆是自己申请和释放的。

• 申请效率不同:
  栈由系统分配，速度快，不会有碎片。
  堆由程序员分配，速度慢，且会有碎片。