C++知识总结

最新推荐文章于 2021-09-01 08:55:41 发布

坎幽黑尔弥？

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分类专栏：深度学习文章标签： C++

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本文详细介绍了C++中的关键概念，包括字符串、指针和引用、数组、继承方式、静态变量、数据库操作以及C++中的关键字如const、static、mutable和explicit的用法。通过对内存管理、虚函数表、堆栈区别、内存溢出和内存泄漏的讨论，深入探讨了C++的内存分区和管理。此外，还涵盖了结构体内存对齐规则、函数重载、覆盖与重写等核心概念。

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1.字符串

（1）C++中每个字符串都以字符'\0'作为结尾。

（2）一个char类型占用一个字节；int类型占用4个字节；一个指针在32位系统上占用4个字节，在64位系统上占用8个字节。NULL空指针也占4或8个字节。

（3）定义一个字符串：char str[] = "abcd";，此时strlen(str)=4,sizeof(str)=5，因为sizeof求得的是占用的字节数，因此包含了结尾符号；而strlen求得的是字符串的长度，不包括最后的结尾符。因此str2=""空字符串的sizeof是1，strlen是0.

strlen的头文件是#include <string.h>

（4）string 类型的对象中末尾不会自动加'\0'字符，字符串中间可以存在'\0'；string str，则不论str多长，sizeof(str)=sizeof(string)=32

（5）

2.指针和引用

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3.数组

（1）int data[] = {1,2,3,4,5};int mat[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};此时sizeof(data)等于20.

（2）数组作为函数参数时，多维数组的除了第一维之外都要写明大小。如：int fun(int data[]) 和 int fun(int mat[][3]).

（3）当数组作为函数的参数进行传递时，数组会自动退化为同类型的指针，此时sizeof的结果为sizeof(指针)=4/8;

（4）动态数组：int *p = new int;//默认初始化；int *p = new int();//值初始化；int *p = new int(0);

（5）string *p = new string[2];//p指向一个大小为2的数组，数组元素的类型是string，此时sizeof(p)=8,sizeof(*p)=32;

4.公有继承和私有继承

在继承时：

1、不管采用哪种形式（public, protected或private），基类中的私有成员都不可以被继承；如果非要在派生类中使用基类的私有成员，可以有两种方法：一是使用属性，二是使用友元类或友元函数。

2、如果采用public形式，则基类除了私有成员的其它所有都被原样的继承到派生类中；即在基类中是public的，在派生类中还是public的，在基类中是protected的，在派生类中还是protected的。

3、如果采用protected形式，则基类中除了私有成员的其它所有都被以protected的形式继承到派生类中。
C++中的继承方式有：
public、private、protected三种（它们直接影响到派生类的成员、及其对象对基类成员访问的规则）。
（1）public（公有继承）：继承时保持基类中各成员属性不变，并且基类中private成员被隐藏。派生类的成员只能访问基类中的public/protected成员，而不能访问private成员；派生类的对象只能访问基类中的public成员。
（2）private（私有继承）：继承时基类中各成员属性均变为private，并且基类中private成员被隐藏。派生类的成员也只能访问基类中的public/protected成员，而不能访问private成员；派生类的对象不能访问基类中的任何的成员。
（3）protected（保护性继承）：继承时基类中各成员属性均变为protected，并且基类中private成员被隐藏。派生类的成员只能访问基类中的public/protected成员，而不能访问private成员；派生类的对象不能访问基类中的任何的成员。

5.静态变量

1、静态变量在内存的静态存储区，静态数据一直占有着该存储区单元直到程序结束；

2、静态局部变量只声明一次，一旦申请内存成功，不再接受重复申请；

3、静态局部变量的作用域与一般局部变量一样，二者区别在于以上两点：一般局部变量在函数调用结束后释放变量占用的存储单元，而静态局部变量不释放，直到程序结束才释放。函数中的静态变量是静态局部变量函数退出后不被释放，在程序运行结束时才释放。只在函数中可访问。

4、静态全局变量的作用域只能是定义它的文件里，不是被其他文件使用。

6.数据库

在视图上使用INSERT语句,下列(C)情况可以进行插入操作.

A.视图中包含了使用统计函数的结果
B.视图由多个表连接而成,对多个表的列进行插入操作
C.视图全部包含了基本表中属性为NOT NULL的列
D.视图中使用了DICTINCT

解析：

视图除了进行查询记录外，也可以利用视图进行插入、更新、删除记录的操作，减少对基表中信息的直接操作，提高了数据的安全性。
在视图上使用INSERT语句添加数据时，要符合以下规则。
（1）使用INSERT语句向数据表中插入数据时，用户必须有插入数据的权利。
（2）由于视图只引用表中的部分字段，所以通过视图插入数据时只能明确指定视图中引用的字段的取值。而那些表中并未引用的字段，必须知道在没有指定取值的情况下如何填充数据，因此视图中未引用的字段必须具备下列条件之一。
      该字段允许空值。
      该字段设有默认值。
      该字段是标识字段，可根据标识种子和标识增量自动填充数据。
      该字段的数据类型为timestamp或uniqueidentifier。
（3）视图中不能包含多个字段值的组合，或者包含使用统计函数的结果。
（4）视图中不能包含DISTINCT或GROUP BY子句。
（5）如果视图中使用了WITH CHECK OPTION，那么该子句将检查插入的数据是否符合视图定义中SELECT语句所设置的条件。如果插入的数据不符合该条件，SQL Server会拒绝插入数据。
（6）不能在一个语句中对多个基础表使用数据修改语句。因此，如果要向一个引用了多个数据表的视图添加数据时，必须使用多个INSERT语句进行添加。

7.C++中的关键字

7.1 const

对于指针类型的不同写法：

const char* p;//p指向的内容是不可变的

char* const p;//p指针本身是不可变的

char const *p;//p指向的内容是不可变的，和第一种含义相同

判断方法：const在*右边，和p紧挨着时，它修饰的是指针；const在*左侧，不和p紧挨着时，它修饰的是指针指向的变量。

const char* const p;//二者都不可变

1.const修饰函数参数

它表示在函数体中不能修改参数的值(包括参数本身的值或者参数其中包含的值)：

void function(const int Var);//传递过来的参数在函数内不可以改变(无意义，该函数以传值的方式调用)

void function(const char* Var);//参数指针所指内容为常量不可变

void function(char* const Var);//参数指针本身为常量不可变(也无意义，var本身也是通过传值的形式赋值的)

void function(const Class& Var);//引用参数在函数内不可以改变

参数const通常用于参数为指针或引用的情况，若输入参数采用“值传递”方式，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该参数本就不需要保护，所以不用const修饰。

2.const修饰类对象/对象指针/对象引用

const修饰类对象表示该对象为常量对象，其中的任何成员都不能被修改。对于对象指针和对象引用也是一样。

const修饰的对象，该对象的任何非const成员函数都不能被调用，因为任何非const成员函数会有修改成员变量的企图。

例如：

class AAA

{

void func1();

void func2() const;

};

const AAA aObj;

aObj.func1(); 错误

aObj.func2(); 正确

3.const修饰数据成员

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类声明中初始化const数据成员，因为类的对象未被创建时，编译器不知道const数据成员的值是什么，例如：

class A
{
const int size = 100; //错误
int array[size];//错误，未知的size
}

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化列表中进行

4.const修饰成员函数

const修饰类的成员函数，用const修饰的成员函数不能改变对象的成员变量。一般把const写在成员函数的最后：

class A

{

…

void function()const; //常成员函数,它不改变对象的成员变量，也不能调用类中任何非const成员函数。

}

对于const类对象/指针/引用，只能调用类的const成员函数。

5.const修饰成员函数的返回值

通常，不建议用const修饰函数的返回值类型为某个对象或对某个对象引用的情况。原因如下：如果返回const对象，或返回const对象的引用，则返回值具有const属性，返回实例只能访问类A中的公有（保护）数据成员和const成员函数，并且不允许对其进行赋值操作，这在一般情况下很少用到。

6.const常量与define宏定义的区别

（1）编译器处理方式不同

define宏是在预处理阶段展开。

const常量是编译运行阶段使用。

（2）类型和安全检查不同

define宏没有类型，不做任何类型检查，仅仅是展开。

const常量有具体的类型，在编译阶段会执行类型检查。

（3）存储方式不同

define宏仅仅是展开，有多少地方使用，就展开多少次，不会分配内存。

const常量会在内存中分配(可以是堆中也可以是栈中)。

const与#define最大的差别，const在堆栈分配了空间，而#define只是把具体数值直接传递到目标变量罢了。或者说，const的常量是一个Run-Time的概念，他在程序中确确实实的存在可以被调用、传递。而#define常量则是一个Compile-Time概念，它的生命周期止于编译期：在实际程序中他只是一个常数、一个命令中的参数，没有实际的存在。 const常量存在于程序的数据段。 #define常量存在于程序的代码段。

7.2 static

1. 什么是static?

static 是 C/C++ 中很常用的修饰符，它被用来控制变量的存储方式和可见性。

1.1 static 的引入

我们知道在函数内部定义的变量，当程序执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉，这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时，如何实现？最容易想到的方法是定义为全局的变量，但定义一个全局变量有许多缺点，最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅只受此函数控制）。static 关键字则可以很好的解决这个问题。

另外，在 C++ 中，需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部，对外不可见时，可将其定义为静态数据。

1.2 静态数据的存储

全局（静态）存储区：分为 DATA 段和 BSS 段。DATA 段（全局初始化区）存放初始化的全局变量和静态变量；BSS 段（全局未初始化区）存放未初始化的全局变量和静态变量。程序运行结束时自动释放。其中BBS段在程序执行之前会被系统自动清0，所以未初始化的全局变量和静态变量在程序执行之前已经为0。存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。

在 C++ 中 static 的内部实现机制：静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。

这样，它的空间分配有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头文件，那里有类声明；二是类定义的内部实现，那里有类的成员函数定义；三是应用程序的 main() 函数前的全局数据声明和定义处。

静态数据成员要实际地分配空间，故不能在类的声明中定义（只能声明数据成员）。类声明只声明一个类的"尺寸和规格"，并不进行实际的内存分配，所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义，因为那会造成在多个使用该类的源文件中，对其重复定义。

static 被引入以告知编译器，将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间，静态数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化，注意静态成员嵌套时，要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。

优势：可以节省内存，因为它是所有对象所公有的，因此，对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样，但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次，保证所有对象存取更新后的相同的值，这样可以提高时间效率。

2. 在 C/C++ 中static的作用

2.1 总的来说

（1）在修饰变量的时候，static 修饰的静态局部变量只执行初始化一次，而且延长了局部变量的生命周期，直到程序运行结束以后才释放。
（2）static 修饰全局变量的时候，这个全局变量只能在本文件中访问，不能在其它文件中访问，即便是 extern 外部声明也不可以。
（3）static 修饰一个函数，则这个函数的只能在本文件中调用，不能被其他文件调用。static 修饰的变量存放在全局数据区的静态变量区，包括全局静态变量和局部静态变量，都在全局数据区分配内存。初始化的时候自动初始化为 0。
（4）不想被释放的时候，可以使用static修饰。比如修饰函数中存放在栈空间的数组。如果不想让这个数组在函数调用结束释放可以使用 static 修饰。
（5）考虑到数据安全性（当程序想要使用全局变量的时候应该先考虑使用 static）。

2.2 静态变量与普通变量

静态全局变量有以下特点：

（1）静态变量都在全局数据区分配内存，包括后面将要提到的静态局部变量;
（2）未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0（在函数体内声明的自动变量的值是随机的，除非它被显式初始化，而在函数体外被声明的自动变量也会被初始化为 0）；
（3）静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的。

优点：静态全局变量不能被其它文件所用；其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突。

（1）全局变量和全局静态变量的区别

1）全局变量是不显式用 static 修饰的全局变量，全局变量默认是有外部链接性的，作用域是整个工程，在一个文件内定义的全局变量，在另一个文件中，通过 extern 全局变量名的声明，就可以使用全局变量。
2）全局静态变量是显式用 static 修饰的全局变量，作用域是声明此变量所在的文件，其他的文件即使用 extern 声明也不能使用。

2.3 静态局部变量有以下特点：