C++primer第五版第二章学习笔记

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煮茶听雪

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分类专栏： C++primer第五版阅读笔记文章标签： C++primer

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本文详细介绍了C++编程的基础知识，包括基本内置类型、引用、指针、const限定符、类型别名和auto类型的应用。同时，还讨论了自定义数据结构的创建和作用域管理。内容涵盖了从简单数据类型到复杂数据结构的全面指导。

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基本内置类型：算数类型、空类型
算数类型：整型、浮点型
short、int、long、long long的区别：存放数据时所占用的内存大小不一样，sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long) <= sizeof(long long)
signed和unsigned的区别：signed可以表示正负数或0，unsigned只能表示非负数
float和double的区别：float的精度小于double
类型转换可能会导致的问题：溢出、数据截断
避免无法预知以及依赖于实现环境的行为
不要混用signed和unsigned的类型
signed 转 unsigned超出范围时会进行取模赋值，如将 -1 赋值给unsigned char类型的变量，则最后的赋值结果是：-1 % 2^sizeof(unsigned char)
字符串默认最后有一个结束符 '\0'，所以长度会比字面值的长度多1
变量定义的形式：类型变量名1, 变量名2;

列表初始化：

// 如果使用列表初始化且初始值存在丢失信息的风险时，编译器会报错
int i = 0;
int i = {0};
int i{0};
int int(0);

变量定义时如果没有初始化，则会被默认初始：
- 函数体外的变量会被初始化为0
- 函数体内的未初始化的变量则不会被默认初始化
- 未被初始化的内置类型变量的值是未定义的
- 类的对象如果没有显示地初始化，则其值由类确定
- 如果试图拷贝或以其他形式访问未定义的值，则会引发错误
c++支持分离式编译机制，允许将程序分割为若干个文件，每个文件可被独立编译。为了支持这个机制，c++将声明和定义区分开来
声明和定义：
- 声明使名字为程序所知，一个文件如果想使用别处定义的名字，则必须包含对那个名字的声明。
- 声明规定了变量的类型和名字，这点和定义是相同的，但是仅声明一个变量的话需要在变量名前加上关键字extern，而且不要显示地初始化变量。
- 定义负责创建和名字关联的实体、还会申请存储空间，也可能会为变量赋初始值
- 变量只能被定义一次，但是可以被声明多次
- 任何包含了显示初始化的声明会变成定义，不管是否加了extern
- 在函数体内部初始化一个由extern标记了的变量将会引发错误 e.g.
```
   extern int i; // 声明i而非定义 i
   int j;        // 声明并定义 j
```

作用域：

#include <iostream>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;

int reused = 42; // 全局作用域
int main()
{
    // 块作用域，声明周期到main函数结束为止
    int unique = 0;
    // 使用的是全局作用域中的reused
    cout << reused << " " << unique << endl;

    // 定义一个块作用域内的变量reused，覆盖掉全局作用域中的同名变量
    int reused = 0;
    // 使用的是块作用域中的reused
    cout << reused << " " << unique << endl;

    // 显示地访问全局作用域中的reused
    cout << ::reused << " " << unique << endl;

    return 0;
}

复合类型：引用和指针
引用
- 引用不是对象，只是一个已经存在的对象的别名，所以不能定义引用的引用
- 引用必须被初始化，且初始值必须是一个对象(非字面值，常量引用可以使用字面值初始化)，初始化之后无法被重新与其他的对象进行绑定
- 一般情况下引用的类型需要与绑定的对象的类型一致，两种例外情况如下：
  - 引用的类型与对象的类型存在继承关系：SubClass sub; Parent &p1 = sub;
  - 引用的类型与对象的类型含有一个可接受的const类型转换规则：
```
/**
 * 下面的代码编译器会将其优化为: 
 * double dval = 3.14; 
 * const int temp = dval;
 * const int &ri = temp;
 * 实际使用中避免这种情况。
 */
double dval = 3.14; 
const int &ri = dval;
```
指针，建议初始化所有的指针
- 指针本身是一个对象，允许指针赋值和拷贝
- 指针不要求在定义时就初始化
- 函数体内的指针未初始化时的值也是未定义的
- 指针存放的是指定对象的地址，获取对象的地址可以使用取地址符 &
- 一般情况下引用的类型需要与绑定的对象的类型一致，两种例外情况与引用的相同
- 无效指针(野指针)：值是未定义的指针
- 空指针：没有指向任何对象的指针，生成空指针的方法：
```
int *p = nullptr;
int *p = 0;
// #include cstdlib
int *p = NULL;
```
- 通过解引用符 * 来利用指针访问对象，给解引用的结果赋值等价于给指针所指的对象赋值
- 非0的指针对应的条件值都是true
- void指针可以存放任意对象的地址，但是因为无法确定void所指向的对象是什么类型以及可以对该对象进行什么操作，所以不能直接操作void*所指向的对象
- 二级指针：指向指针的指针
- 引用不是对象，所以不能定义一个指向引用的指针
const限定符
- const限定的变量不能进行更改，所以必须初始化
- 默认状态下，const对象仅在文件内有效，编译器会将const对象替换成初始化时的值，如果要在多个文件共享该对象，则需要用到extern
- 常量引用可以指向常量引用与非常量引用，但是非常量引用不能指向常量引用，常量引用不能重新赋值，常量引用可以使用字面值进行初始化
- 常量指针可以指向常量对象与非常量对象，但是非常量指针不能指向常量对象，常量指针可以重新赋值，但是不能通过常量指针修改其指向的对象

类型别名

typedef double my_double; // mydouble md = 3.14159;
type double *my_dp; // my_dp dp = &md;
using SI = Sales_item; // SI book;

auto类型

auto i = 1; 编译器会自动分析推断 i 的类型
auto定义的变量必须要初始化
auto在一条语句上声明多个变量时，该语句的所有变量的初始基本数据类型都必须一样：auto i = 0, b = 1;

#include <iostream>

  int main()
  {
      const int i = 1;
      // j 是int，并不是const int
      auto j = i;
      // k 是const int
      const auto k = j;
      // m 是const int*，而不是int*
      auto m = &i;
      // n 是const int&，而不是int&
      auto &n = i;

      return 0;
  }

自定义数据结构

struct A {
    // 类体
} variable1, variable2;

// 等价于：
struct A {
    // 类体
};
A variable1, variable2;

文件头保护符：#ifndef-#endif，#ifdef-#endif，无视作用域的规则，必须唯一