知识点汇总1

预处理-编译-汇编-链接

预处理：这是程序编译的第一遍扫描之前的工作，由预处理程序负责完成。预处理会处理源文件中的预处理指令，比如头文件展开、宏替换、条件编译的选择以及删除注释等。预处理器会读取源文件，并将其“翻译”成一个临时的翻译单元，存放在内存中，供后续的编译阶段使用。
编译：编译阶段的任务是将预处理后的文件进行词法分析、语法分析、语义分析及优化，然后生成汇编文件。在这个阶段，编译器会检查源代码的语法和语义是否正确，并将其转化为汇编语言。
汇编：汇编阶段是将汇编代码转换为机器可执行的指令。这个过程是由汇编器完成的，它会把汇编代码转化为机器码，生成目标文件，这些文件是二进制格式的，比如Linux下的.o文件或Windows下的.obj文件。
链接：链接阶段是将所有的目标文件和库（包括动态库和静态库）链接在一起，生成最终的可执行文件。链接器会解决模块间的相互引用问题，包括地址和空间分配、符号解析和重定位等步骤。库其实就是一组目标文件的集合，它们包含了一些常用的代码。链接完成后，你就得到了一个可以运行的可执行文件，比如Windows的.exe文件或Linux的.out文件。
这四个阶段共同构成了程序的编译过程，从源代码到可执行文件，每一步都必不可少！

nice值

在Linux系统中，nice值是一个与进程调度相关的概念，它用于调整进程的优先级。nice值的范围是从-20到+19。这个值并不是直接代表进程的优先级，而是作为调整优先级的一个参数。具体来说，nice值越低（即更负的数值），进程的优先级就越高，意味着该进程将获得更多的处理器时间。相反，nice值越高（即更接近19），进程的优先级就越低。
通过调整nice值，系统管理员或具有足够权限的用户可以影响进程之间的资源分配。这在某些情况下是非常有用的，比如当需要确保某个关键进程获得足够的处理器时间，或者限制某个资源密集型进程的优先级时。
在Linux中，可以使用renice命令来更改已运行进程的nice值。同时，当在后台启动一个进程时，也可以使用nice命令来为其设置初始的nice值。需要注意的是，只有具有足够权限的用户才能将进程的优先级调整为负值（即提高优先级）。
总的来说，nice值是Linux系统中用于调整进程优先级的一个工具，通过合理地设置nice值，可以有效地管理系统的资源分配，确保关键进程得到足够的处理器时间，同时限制资源密集型进程的影响。

上下文信息

上下文信息（Context Information）通常指的是在执行某个任务或操作时所依赖的环境状态和数据。在操作系统和程序执行中，上下文信息可能包括：
寄存器状态：CPU中的寄存器保存了当前正在执行的指令的状态信息，如程序计数器、栈指针、通用寄存器等。
内存状态：包括程序使用的变量、数据结构以及代码本身在内存中的位置。
系统调用和信号状态：如果程序在执行过程中涉及系统调用或接收了信号，那么相关的状态信息也需要保存。
进程控制块（PCB）：对于进程而言，PCB包含了进程的标识、状态、程序计数器、CPU寄存器、内存管理信息、I/O状态信息、记账信息等。
当操作系统进行任务切换或中断发生时，它会保存当前任务的上下文信息，以便在任务恢复时能够继续执行。这个过程通常涉及将上下文信息保存到进程的PCB中或从PCB中恢复上下文信息。这样，当任务再次被调度执行时，它可以从上次保存的状态开始，而不是从头开始。
上下文切换（Context Switch）是操作系统中一个重要概念，它涉及保存一个任务的上下文信息、恢复另一个任务的上下文信息，以及更新其他相关数据结构的过程。这个过程需要消耗一定的CPU时间和内存资源，因此频繁的上下文切换可能会影响系统的整体性能。

程序计数器

程序计数器（Program Counter，PC）是一个特殊的寄存器，用于存储CPU将要执行的下一条指令的地址。每当CPU执行完一条指令后，程序计数器就会自动加1（或者根据当前指令的长度进行相应调整），指向下一条指令的地址。这样，CPU就可以持续不断地执行指令，形成一个循环。程序计数器的存在使得CPU的执行过程能够按照预定的顺序进行，不会出现混乱。
在多线程或并行处理的系统中，每个线程或处理器核心都有自己的程序计数器，确保它们能够各自独立地执行自己的指令序列。

weak_ptr

std::weak_ptr 是 C++ 标准库中的一个智能指针，它是对 std::shared_ptr 的一个补充。std::weak_ptr 持有对对象的非拥有性引用，这意味着它不会控制对象的生命周期。当最后一个 std::shared_ptr 被销毁或重置时，对象可能会被删除，即使还有 std::weak_ptr 指向它。
std::weak_ptr 本身并不提供直接调用成员函数的能力。因为 std::weak_ptr 不保证它所指向的对象仍然存在（对象可能已经被 std::shared_ptr 删除），所以直接允许它调用成员函数可能会导致未定义行为。
但是，你可以通过 std::weak_ptr 的 lock 成员函数来获取一个临时的 std::shared_ptr。如果对象仍然存在，这个 std::shared_ptr 就会指向它，并且会延长对象的生命周期直到这个 std::shared_ptr 被销毁。你可以通过这个临时的 std::shared_ptr 来调用对象的成员函数。
示例如下：

#include <memory>

class MyClass {
public:
    void myFunction() { /* ... */ }
};

int main() {
    std::shared_ptr<MyClass> sp = std::make_shared<MyClass>();
    std::weak_ptr<MyClass> wp = sp;

    // 尝试获取一个临时的 shared_ptr
    if (auto temp_sp = wp.lock()) {
        // 如果对象仍然存在，调用其成员函数
        temp_sp->myFunction();
    } else {
        // 对象已经被删除
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们首先创建了一个 std::shared_ptr 指向一个 MyClass 对象，然后创建了一个 std::weak_ptr 指向同一个对象。我们使用 lock 函数尝试获取一个临时的 std::shared_ptr，并通过这个临时的 std::shared_ptr 调用 myFunction 成员函数。如果对象已经被删除，lock 函数会返回一个空的 std::shared_ptr。

bind

在C++中，std::bind 函数用于生成一个新的可调用对象，该对象在调用时会调用给定的函数或可调用对象，并可能带有预设的参数。当你使用 std::bind 时，你通常不需要在函数名前加上取地址符 &，因为函数名本身就代表了函数的地址。
然而，如果你是在讨论类成员函数，情况就会有所不同。类成员函数不同于普通函数，因为它们需要一个对象来调用。当你使用 std::bind 来绑定一个类成员函数时，你确实需要用到取地址符 & 来获取成员函数的地址。
例如：

#include <iostream>
#include <functional>

class MyClass {
public:
    void myMemberFunction(int x) {
        std::cout << "Value: " << x << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    auto boundFunc = std::bind(&MyClass::myMemberFunction, &obj, std::placeholders::_1);
    boundFunc(42); // 输出: Value: 42
    return 0;
}

在上面的例子中，&MyClass::myMemberFunction 获取了 myMemberFunction 的地址，而 &obj 是对象的地址。std::placeholders::_1 是一个占位符，它表示在调用 boundFunc 时传递的第一个参数应该被传递给 myMemberFunction。
总结来说：
对于普通函数或可调用对象，你不需要在 std::bind 中使用取地址符。
对于类成员函数，你需要使用取地址符 & 来获取成员函数的地址。

delete

delete 和析构函数（destructor）在C++中都与对象的生命周期管理有关，但它们各自扮演着不同的角色。
析构函数
析构函数是一个特殊的成员函数，它在对象的生命周期结束时自动被调用。析构函数通常用于释放对象在其生命周期中可能获取的任何资源（如动态分配的内存、打开的文件句柄等）。析构函数没有返回类型，也没有参数，它的名称与类名相同，但前面有一个波浪号（~）。
例如：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 构造函数代码
    }

    ~MyClass() {
        // 析构函数代码，用于释放资源
    }
};

当对象离开其作用域（例如，在函数结束时或当局部变量不再需要时），或者当使用 delete 操作符删除动态分配的对象时，析构函数都会被自动调用。
delete 操作符
delete 操作符用于释放之前使用 new 操作符在堆上分配的内存。当使用 new 创建一个对象时，它会在堆上分配内存，并返回指向该对象的指针。当不再需要该对象时，应使用 delete 操作符释放其占用的内存，以防止内存泄漏。
例如：

MyClass* obj = new MyClass(); // 使用 new 在堆上分配内存
// ... 使用对象 ...
delete obj; // 使用 delete 释放内存

当使用 delete 操作符时，对象的析构函数会自动被调用。这意味着在释放内存之前，析构函数中的代码会被执行，从而允许对象执行任何必要的清理操作。
总结
析构函数是一个特殊的成员函数，它在对象生命周期结束时自动被调用，用于释放资源。
delete 操作符用于释放使用 new 在堆上分配的内存，并在释放之前调用对象的析构函数。
正确使用析构函数和 delete 操作符是C++内存管理的重要部分，它们共同确保对象在不再需要时能够正确地释放其占用的资源。