计算机二级笔记汇总

计算机二级笔记汇总
2011年01月27日
　　　C++和C的共同部分就不讲解了(如 常量和变量，循环语句和循环控制，数组和指针等，这里面的一些区别会在本节和下节介绍一下)，本文着重介绍C++的特点，如类、继承和多重继承、运算符重载、类模板、C++标准库、模板库、等等。
　　　　[b]一、C++概述[/b]
　　　　[b](一) 发展历史[/b]
　　　　1980年，Bjarne Stroustrup博士开始着手创建一种模拟语言，能够具有面向对象的程序设计特色。在当时，面向对象编程还是一个比较新的理念，Stroustrup博士并不是从头开始设计新语言，而是在C语言的基础上进行创建。这就是C++语言。
　　　　1985年，C++开始在外面慢慢流行。经过多年的发展，C++已经有了多个版本。为次，ANSI和ISO的联合委员会于1989年着手为C++制定标准。1994年2月，该委员会出版了第一份非正式草案，1998年正式推出了C++的国际标准。
　　　　[b](二) C和C++[/b]
　　　　C++是C的超集，也可以说C是C++的子集，因为C先出现。按常理说，C++编译器能够编译任何C程序，但是C和C++还是有一些小差别。
　　　　例如C++增加了C不具有的关键字。这些关键字能作为函数和变量的标识符在C程序中使用，尽管C++包含了所有的C，但显然没有任何C++编译器能编译这样的C程序。
　　　　C程序员可以省略函数原型，而C++不可以，一个不带参数的C函数原型必须把void写出来。而C++可以使用空参数列表。
　　　　C++中new和delete是对内存分配的运算符，取代了C中的malloc和free。
　　　　标准C++中的字符串类取代了C标准C函数库头文件中的字符数组处理函数。
　　　　C++中用来做控制态输入输出的iostream类库替代了标准C中的stdio函数库。
　　　　C++中的try/catch/throw异常处理机制取代了标准C中的setjmp()和longjmp()函数。
　　　[b]　二、关键字和变量[/b]
　　　　C++相对与C增加了一些关键字，如下：
　　　　typename bool dynamic_cast mutable namespace
　　　　static_cast using catch explicit new
　　　　virtual operator false private template
　　　　volatile const protected this wchar_t
　　　　const_cast public throw friend true
　　　　reinterpret_cast try
　　　　bitor xor_e and_eq compl or_eq
　　　　not_eq bitand
　　在C++中还增加了bool型变量和wchar_t型变量：
　　　　布尔型变量是有两种逻辑状态的变量，它包含两个值：真和假。如果在表达式中使用了布尔型变量，那么将根据变量值的真假而赋予整型值1或0。要把一个整型变量转换成布尔型变量，如果整型值为0，则其布尔型值为假;反之如果整型值为非0，则其布尔型值为真。布儿型变量在运行时通常用做标志，比如进行逻辑测试以改变程序流程。
　　　　#include iostream.h
　　　　int main()
　　　　{
　　　　bool flag;
　　　　flag=true;
　　　　if(flag) coutprintf()来实现的，而C++中是使用类来实现的。
　　　　#include iostream.h
　　　　main() //C++中main()函数默认为int型，而C语言中默认为void型。
　　　　{
　　　　int a;
　　　　cout>a; /*输入一个数值*/
　　　　cout>a;
　　　　cout>a;
　　　　for(int i=1;i>size;
　　　　int *array=new int[size];
　　　　for(int i=0;i array=rand();
　　　　for(i=0;i cout等运算符
　　　　#include iostream.h
　　　　void func1(s p);
　　　　void func2(s& p);
　　　　struct s
　　　　{
　　　　int n;
　　　　char text[10];
　　　　};
　　　　int main()
　　　　{
　　　　static s str={123,China};
　　　　func1(str);
　　　　func2(str);
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　void func1(s p)
　　　　{
　　　　cout>dt;
　　　　if(dt>0 && dt...
　　　　public: //公有
　　　　...
　　　　};
　　　　2.类的成员
　　　　一般在C++类中，所有定义的变量和函数都是类的成员。如果是变量，我们就叫它数据成员如果是函数，我们就叫它成员函数。
　　　　3.类成员的可见性
　　　　private和public访问控制符决定了成员的可见性。由一个访问控制符设定的可访问状态将一直持续到下一个访问控制符出现，或者类声明的结束。私有成员仅能被同一个类中的成员函数访问，公有成员既可以被同一类中的成员函数访问，也可以被其他已经实例化的类中函数访问。当然，这也有例外的情况，这是以后要讨论的友元函数。
　　　　类中默认的数据类型是private，结构中的默认类型是public。一般情况下，变量都作为私有成员出现，函数都作为公有成员出现。
　　　　类中还有一种访问控制符protected，叫保护成员，以后再说明。
　　　　4.初始化
　　　　在声明一个类的对象时，可以用圆括号()包含一个初始化表。
　　　　看下面一个例子：
　　　　#include iostream.h
　　　　class Box
　　　　{
　　　　private:
　　　　int height,width,depth; //3个私有数据成员
　　　　public:
　　　　Box(int,int,int);
　　　　~Box();
　　　　int volume(); //成员函数
　　　　};
　　　　Box::Box(int ht,int wd,int dp)
　　　　{
　　　　height=ht;
　　　　width=wd;
　　　　depth=dp;
　　　　}
　　　　Box::~Box()
　　　　{
　　　　//nothing
　　　　}
　　　　int Box::volume()
　　　　{
　　　　return height*width*depth;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Box thisbox(3,4,5); //声明一个类对象并初始化
　　　　cout0,int wd=0,int dp=0)
　　　　{
　　　　height=ht;width=wd;depth=dp;
　　　　}
　　　　int volume()
　　　　{
　　　　return height*width*depth;
　　　　}
　　　　};
　　　　三、析构函数
　　　　当一个类的对象离开作用域时，析构函数将被调用(系统自动调用)。析构函数的名字和类名一样，不过要在前面加上 ~ 。对一个类来说，只能允许一个析构函数，析构函数不能有参数，并且也没有返回值。析构函数的作用是完成一个清理工作，如释放从堆中分配的内存。
　　　　我们也可以只给出析构函数的形式，而不给出起具体函数体，其效果是一样的，如上面的例子。但在有些情况下，析构函数又是必需的。如在类中从堆中分配了内存，则必须在析构函数中释放。
　　　　C++的内部数据类型遵循隐式类型转换规则。假设某个表达市中使用了一个短整型变量，而编译器根据上下文认为这儿需要是的长整型，则编译器就会根据类型转换规则自动把它转换成长整型，这种隐式转换出现在赋值、参数传递、返回值、初始化和表达式中。我们也可以为类提供相应的转换规则。
　　　　对一个类建立隐式转换规则需要构造一个转换函数，该函数作为类的成员，可以把该类的对象和其他数据类型的对象进行相互转换。声明了转换函数，就告诉了编译器，当根据句法判定需要类型转换时，就调用函数。
　　　　有两种转换函数。一种是转换构造函数;另一种是成员转换函数。需要采用哪种转换函数取决于转换的方向。
　　　　[b]一、转换构造函数[/b]
　　　　当一个构造函数仅有一个参数，且该参数是不同于该类的一个数据类型，这样的构造函数就叫转换构造函数。转换构造函数把别的数据类型的对象转换为该类的一个对象。和其他构造函数一样，如果声明类的对象的初始化表同转换构造函数的参数表相匹配，该函数就会被调用。当在需要使用该类的地方使用了别的数据类型，便宜器就会调用转换构造函数进行转换。
　　　　#include iostream.h
　　　　#include time.h
　　　　#include stdio.h
　　　　class Date
　　　　{
　　　　int mo, da, yr;
　　　　public:
　　　　Date(time_t);
　　　　void display();
　　　　};
　　　　void Date::display()
　　　　{
　　　　char year[5];
　　　　if(yrd,yr);
　　　　couttm_mday;
　　　　mo=tim->tm_mon+1;
　　　　yr=tim->tm_year;
　　　　if(yr>=100) yr-=100;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　time_t now=time(0);
　　　　Date dt(now);
　　　　dt.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　本程序先调用time()函数来获取当前时间，并把它赋给time_t对象;然后程序通过调用Date类的转换构造函数来创建一个Date对象，该对象由time_t对象转换而来。time_t对象先传递给localtime()函数，然后返回一个指向tm结构(time.h文件中声明)的指针，然后构造函数把结构中的日月年的数值拷贝给Date对象的数据成员，这就完成了从time_t对象到Date对象的转换。
　　　[b]二、成员转换函数[/b]
　　　　成员转换函数把该类的对象转换为其他数据类型的对象。在成员转换函数的声明中要用到关键字operator。这样声明一个成员转换函数：
　　　　operator aaa();
　　　　在这个例子中，aaa就是要转换成的数据类型的说明符。这里的类型说明符可以是任何合法的C++类型，包括其他的类。如下来定义成员转换函数;
　　　　Classname::operator aaa()
　　　　类名标识符是声明了该函数的类的类型说明符。上面定义的Date类并不能把该类的对象转换回time_t型变量，但可以把它转换成一个长整型值，计算从2000年1月1日到现在的天数。
　　　　#include iostream.h
　　　　class Date
　　　　{
　　　　int mo,da,yr;
　　　　public:
　　　　Date(int m,int d,int y) {mo=m; da=d; yr=y;}
　　　　operator int(); //声明
　　　　};
　　　　Date::operator int() //定义
　　　　{
　　　　static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　int days=yr-2000;
　　　　days*=365;
　　　　days+=(yr-2000)/4;
　　　　for(int i=0;i days+=dys;
　　　　days+=da;
　　　　return days;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date now(12,24,2003);
　　　　int since=now;
　　　　cout0,int y=0) {da=d; yr=y;}
　　　　void display()
　　　　{
　　　　cout0,int d=0,int y=0) {mo=m; da=d; yr=y;}
　　　　Date(const CustomDate&); //转换构造函数
　　　　operator CustomDate(); //成员转换函数
　　　　void display()
　　　　{
　　　　coutdys[mo]) da-=dys[mo];
　　　　else break;
　　　　mo++;
　　　　}
　　　　Date::operator CustomDate()
　　　　{
　　　　CustomDate cd(0,yr);
　　　　for(int i=0;i cd.da+=da;
　　　　return cd;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(12,24,3);
　　　　CustomDate cd;
　　　　cd = dt; //调用成员转换函数
　　　　cd.display();
　　　　dt = cd; //调用转换构造函数
　　　　dt.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　这个例子中有两个类CustomDate和Date，CustomDate型日期包含年份和天数。
　　　　这个例子没有考虑闰年情况。但是在实际构造一个类时，应该考虑到所有问题的可能性。
　　　　在Date里中具有两种转换函数，这样，当需要从Date型变为CustomDate型十，可以调用成员转换函数;反之可以调用转换构造函数。
　　　　不能既在Date类中定义成员转换函数，又在CustomDate类里定义转换构造函数。那样编译器在进行转换时就不知道该调用哪一个函数，从而出错。
　　[b]四、转换函数的调用[/b]
　　　　C++里调用转换函数有三种形式：第一种是隐式转换，例如编译器需要一个Date对象，而程序提供的是CustomDate对象，编译器会自动调用合适的转换函数。另外两种都是需要在程序代码中明确给出的显式转换。C++强制类型转换是一种，还有一种是显式调用转换构造函数和成员转换函数。下面的程序给出了三中转换形式：
　　　　#include iostream.h
　　　　class CustomDate
　　　　{
　　　　public:
　　　　int da, yr;
　　　　CustomDate(int d=0,int y=0) {da=d; yr=y;}
　　　　void display()
　　　　{
　　　　coutd,int y)
　　　　{
　　　　mo=m; da=d; yr=y;
　　　　}
　　　　operator CustomDate();
　　　　};
　　　　Date::operator CustomDate()
　　　　{
　　　　static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　CustomDate cd(0,yr);
　　　　for(int i=0;i cd.da+=da;
　　　　return cd;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(11,17,89);
　　　　CustomDate cd;
　　　　cd = dt;
　　　　cd.display();
　　　　cd = (CustomDate) dt;
　　　　cd.display();
　　　　cd = CustomDate(dt);
　　　　cd.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　[b]五、转换发生的情形[/b]
　　　　上面的几个例子都是通过不能类型对象之间的相互赋值来调用转换函数，还有几种调用的可能：
　　　　参数传递
　　　　初始化
　　　　返回值
　　　　表达式语句
　　　　这些情况下，都有可能调用转换函数。
　　　　下面的程序不难理解，就不分析了。
　　　　#include iostream.h
　　　　class CustomDate
　　　　{
　　　　public:
　　　　int da, yr;
　　　　CustomDate() {}
　　　　CustomDate(int d,int y) { da=d; yr=y;}
　　　　void display()
　　　　{
　　　　coutd,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
　　　　operator CustomDate();
　　　　};
　　　　Date::operator CustomDate()
　　　　{
　　　　static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　CustomDate cd(0,yr);
　　　　for (int i=0;i cd.da+=da;
　　　　return cd;
　　　　}
　　　　class Tester
　　　　{
　　　　CustomDate cd;
　　　　public:
　　　　explicit Tester(CustomDate c) { cd=c; }
　　　　void display() { cd.display(); }
　　　　};
　　　　void dispdate(CustomDate cd)
　　　　{
　　　　cd.display();
　　　　}
　　　　CustomDate rtndate()
　　　　{
　　　　Date dt(9,11,1);
　　　　return dt;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(12,24,3);
　　　　CustomDate cd;
　　　　cd = dt;
　　　　cd.display();
　　　　dispdate(dt);
　　　　Tester ts(dt);
　　　　ts.display();
　　　　cd = rtndate();
　　　　cd.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　[b]六、显式构造函数[/b]
　　　　注意上面Tester类的构造函数前面有一个explicit修饰符。如果不加上这个关键字，那么在需要把CustomDate对象转换成Tester对象时，编译器会把该函数当作转换构造函数来调用。但是有时候，并不想把这种只有一个参数的构造函数用于转换目的，而仅仅希望用它来显式地初始化对象，此时，就需要在构造函数前加explicit。如果在声明了Tester对象以后使用了下面的语句将导致一个错误：
　　　　ts=jd; //error
　　　　这个错误说明，虽然Tester类中有一个以Date型变量为参数的构造函数，编译器却不会把它看作是从Date到Tester的转换构造函数，因为它的声明中包含了explicit修饰符。
　　　　[b]七、表达式内部的转换[/b]
　　　　在表达式内部，如果发现某个类型和需要的不一致，就会发生错误。数字类型的转换是很简单，这里就不举例了。下面的程序是把Date对象转换成长整型值。
　　　　#include iostream.h
　　　　class Date
　　　　{
　　　　int mo, da, yr;
　　　　public:
　　　　Date(int m,int d,int y)
　　　　{
　　　　mo=m; da=d; yr=y;
　　　　}
　　　　operator long();
　　　　};
　　　　Date::operator long()
　　　　{
　　　　static int dys[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　long days=yr;
　　　　days*=365;
　　　　days+=(yr-1900)/4; //从1900年1月1日开始计算
　　　　for(int i=0;i days+=da;
　　　　return days;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date today(12,24,2003);
　　　　const long ott=123;
　　　　long sum=ott+today;
　　　　coutd,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
　　　　int getyear() const { return yr; }
　　　　void setyear(int y) { yr = y; }
　　　　};
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(4,1,89);
　　　　coutd,int y) { da=d; yr=y; }
　　　　void display() const {coutd,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
　　　　operator CustomDate() const;
　　　　};
　　　　Date::operator CustomDate() const
　　　　{
　　　　static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　CustomDate cd(0,yr);
　　　　int day=da;
　　　　for(int i=0;i cd.setday(day);
　　　　return cd;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(11,17,89);
　　　　CustomDate cd;
　　　　cd=dt;
　　　　cd.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　注意上面的程序中Date::operator CustomDate()声明为常量型，因为这个函数没有改变调用它对象的数据，尽管它修改了一个临时CustomDate对象并将其作为函数返回值。[b]二、友元[/b]
　　　　前面已经说过了，私有数据成员不能被类外的其他函数读取，但是有时候类会允许一些特殊的函数直接读写其私有数据成员。
　　　　关键字friend可以让特定的函数或者别的类的所有成员函数对私有数据成员进行读写。这既可以维护数据的私有性，有可以保证让特定的类或函数能够直接访问私有数据。
　　　　1.友元类
　　　　一个类可以声明另一个类为其友元，这个友元的所有成员函数都可以读写它的私有数据。
　　　　#include iostream.h
　　　　class Date;
　　　　class CustomDate
　　　　{
　　　　int da,yr;
　　　　public:
　　　　CustomDate(int d=0,int y=0) { da=d; yr=y; }
　　　　void display() const {coutd,int y) { mo=m; da=d; yr=y; }
　　　　operator CustomDate();
　　　　};
　　　　Date::operator CustomDate()
　　　　{
　　　　static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　CustomDate cd(0, yr);
　　　　for (int i=0;i cd.da+=da;
　　　　return cd;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(11,17,89);
　　　　CustomDate cd(dt);
　　　　cd.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　在上面的程序中，有这样一句 friend Date; 该语句告诉编译器，Date类的所有成员函数有权访问CustomDate类的私有成员。因为Date类的转换函数需要知道CustomDate类的每个数据成员，所以真个Date类都被声明为CustomDate类的友元。
　　　　2.隐式构造函数
　　　　上面程序对CustomDate的构造函数的调用私有显示该类需要如下的一个转换构造函数:
　　　　CustomDate(Date& dt);
　　　　但是唯一的一个构造函数是：CustomDate(int d=0;int y=0);
　　　　这就出现了问题，编译器要从Date对象构造一个CustomDate对象，但是CustomDate类中并没有定义这样的转换构造函数。不过Date类中定义了一个成员转换函数，它可以把Date对象转换成CustomDate对象。于是编译器开始搜索CustomDate类，看其是否有一个构造函数，能从一个已存在的CustomDate的对象创建新的CustomDate对象。这种构造函数叫拷贝构造函数。拷贝构造函数也只有一个参数，该参数是它所属的类的一个对象，由于CustomDate类中没有拷贝构造函数，于是编译器就会产生一个默认的拷贝构造函数，该函数简单地把已存在的对象的每个成员拷贝给新对象。现在我们已经知道，编译器可以把Date对象转换成CustomDate对象，也可以从已存在的CustomDate对象生成一个新的CustomDate对象。那么上面提出的问题，编译器就是这样做的：它首先调用转换函数，从Date对象创建一个隐藏的、临时的、匿名的CustomDate对象，然后用该临时对象作为参数调用默认拷贝构造函数，这就生成了一个新的CustomDate对象。
　　　　3.预引用
　　　　上面的例子中还有这样一句 class Date;
　　　　这个语句叫做预引用。它告诉编译器，类Date将在后面定义。编译器必须知道这个信号，因为CustomDate类中引用了Date类，而Date里也引用了CustomDate类，必须首先声明其中之一。
　　　　使用了预引用后，就可以声明未定义的类的友元、指针和引用。但是不可以使用那些需要知道预引用的类的定义细节的语句，如声明该类的一个实例或者任何对该类成员的引用。
　　　　4.显式友元预引用
　　　　也可以不使用预引用，这只要在声明友元的时候加上关键自class就行了。
　　　　#include iostream.h
　　　　class CustomDate
　　　　{
　　　　int da,yr;
　　　　public:
　　　　CustomDate(int d=0,int y=0) { da=d; yr=y; }
　　　　void display() const {cout0,int y=0) { da=d; yr=y; }
　　　　friend Date::Date(const CustomDate&);
　　　　};
　　　　Date::Date(const CustomDate& cd)
　　　　{
　　　　static int dys[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
　　　　yr=cd.yr;
　　　　da=cd.da;
　　　　for(mo=0;modys[mo]) da-=dys[mo];
　　　　else break;
　　　　mo++;
　　　　}
　　　　int main()
　　　　{
　　　　Date dt(CustomDate(123, 89));
　　　　dt.display();
　　　　return 0;
　　　　}
　　　　6.匿名对象
　　　　上面main()函数中Date对象调用CustomDate类的构造函数创建了一个匿名CustomDate对象，然后用该对象创建了一个Date对象。这种用法在C++中是经常出现的。
　　　　7.非类成员的友元函数
　　　　有时候友元函数未必是某个类的成员。这样的函数拥有类对象私有数据成员的读写权，但它并不是任何类的成员函数。这个特性在重载运算符时特别有用。
　　　　非类成员的友元函数通常被用来做为类之间的纽带。一个函数如果被两个类同时声明为友元，它就可以访问这两个类的私有成员。下面的程序说明了一个可以访问两个类私有数据成员的友元函数是如何将在两个类之间架起桥梁的。
　　　　#include iostream.h
　　　　class Time;
　　　　class Date
　　　　{
　　　　int mo,da,yr;
　　　　public:
　　　　Date(int m,int d,int y) { mo=m; da=d; yr=y;}
　　　　friend void display(const Date&, const Time&);
　　　　};
　　　　class Time
　　　　{
　　　　int hr,min,sec;
　　　　public:
　　　　Time(int h,int m,int s) { hr=h; min=m; sec=s;}
　　　　friend void display(const Date&, const Time&);
　　　　};
　　　　void display(const Date& dt, const Time& tm)
　　　　{
　　　　cout ,0);
　　　　display(dt, tm);
　　　　return 0;
　　　　}