C++学习日记 | LAB 5 CMake

资料来源：南科大 于仕琪 C/C++ Program Design
LINK：CPP/week05 at main · ShiqiYu/CPP (github.com)

---

一、本节内容

        本节主要介绍CMake的使用。

         CMake 是一个跨平台的构建工具，它的主要目的是生成 Makefile 文件，以便用于编译和构建 C++ 项目。它不直接进行编译和链接，而是根据用户定义的规则生成适合不同平台的 Makefile。 

        相较于上一个LAB直接使用Makefile而言，CMake

• 语法清晰易读：CMake 使用基于 C 的语法，相比于 Makefile 的基于 Tab 键的语法，更易于阅读和维护，尤其对于大型项目而言
• 跨平台支持：CMake 可以生成适用于不同平台的 Makefile，无需手动修改。这对于跨平台开发非常有用。
• 自动生成 Makefile：CMake 根据一个名为 CMakeLists.txt 的配置文件自动生成 Makefile。这样，你只需关注项目的配置，而不必手动编写复杂的 Makefile。
• 易于维护：CMake 的结构化语法使其更容易理解和维护，而 Makefile 的简单语法虽然易于上手，但在大型项目中更难维护。

1.1 单个源文件 

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)

project(   )

add_executable(   )

1.2 相同目录下的多个源文件

Add  the function.cpp to the add_executable command.

但是将每个文件都输入进去不现实，因此采用此方法

 1.3 不同目录下的多个源文件

二、习题笔记

        本章习题主要考察Lecture 5 中关于指针和数组的相关内容。

        LINK：C++学习日记 | Lecture 5 指针-优快云博客

习题1

运行结果： 

知识点：指针和数组的sizeof()

• sizeof(pi)是指针自身的大小，只有4/8，和机器有关
• &pc 表示 pc 指针本身的地址，pc 是指向 cc 变量的指针，*pc 表示 pc 指针指向的值，即 cc 的值。

习题2

运行结果：

知识点：指针的运算-一维数组

• &b 是指向整个数组的指针，指向第一个元素（即 1）的地址，&b + 1 是指向整个数组之后的位置，即指向数组结尾之后的位置。
• 如果想要指向数组中的第二个元素，我们应该使用 b + 1，而不是 &b + 1。例如int *ptr = b + 1; 将 ptr 设置为指向数组 b 中的第二个元素的地址。
• 注意 b 和 b+4 相差 0x10 ，即16

习题3

运行结果： 

 知识点1：指针的运算-二维数组

int *p = *(a + 1);

• 声明了一个整数指针 p，并将其设置为指向数组 a 的第二行（即 a[1]）的第一个元素。
• a 实际上是一个指向第一个整数数组（即第一行）的指针。因此，a 指向的是整个数组的起始位置，即第一行的第一个元素。
• 当我们执行 a + 1 时，它实际上是将指针 a 移动到下一个整数数组的位置。在这里，它将指向数组 a 的第二行（即 a[1]）的起始位置。
• 如果我们想要指向第二个元素，我们应该使用 a[0] + 1 或者 *(a + 1) + 1。

知识点2：递增操作

*p++ = 15，*p=17

1. p++ (Postfix Increment)：

   • 首先，p 的值被使用，然后再将 p 增加 1。
   • 在表达式中，p++ 返回 p 的当前值，然后将 p 递增。
   • 因此，*p++ 首先返回 p 指向的值，然后将 p 移动到下一个元素。

2. ++p (Prefix Increment)：

   • 首先，p 被递增 1，然后再将 p 的值用于表达式。
   • 在表达式中，++p 返回 p 递增后的值。
   • 因此，*++p 首先将 p 移动到下一个元素，然后返回新位置上的值。

• 在代码中，p += 3; 将 p 移动到了第二行的第四个元素（值为 15）。因此，*p++ 返回的是 15，而不是 17。
• 如果想要先递增 p，然后再获取值，可以使用 *++p。

知识点3：指针的强制类型转换

为什么打印 r 指向的字符串只剩下 "to programming."：

const char *pc = "Welcome to programming.", *r;
long *q = (long *)pc;
q++;
r = (char *)q;
cout << r << endl;

1. 首先，我们声明了一个指向常量字符字符串的指针 pc，并将其初始化为 "Welcome to programming."。

2. 接着，我们声明了一个长整数指针 q，并将 pc 强制转换为长整数指针。这是一个危险的操作，因为我们实际上将字符指针视为长整数指针。

3. 然后，我们将 q 增加 1（移动到下一个长整数大小的内存位置）。这是因为长整数通常占用 4 或 8 个字节，具体取决于系统。

4. 将 q 再次强制转换为字符指针，并将其赋值给 r。现在，r 指向 q 移动后的位置。

5. 最后，我们打印了 r 指向的字符串。

         如图所示，q++后，以8个bit为单位的long类型的指针，地址变为 0x55eaed91301c，对应指向 to 后面的内容。

知识点4：cout输出

        cout 的输出默认采用十进制数。如果没有显式设置输出格式，cout 将以十进制形式显示整数值。如果希望以其他进制（例如十六进制）显示整数，可以使用操纵符（如 hex）来更改输出格式。

习题4

#include <iostream>

int main() {
    // 动态分配一个包含五个整数的数组
    int* arr = new int[5];

    // 输入数组的值
    std::cout << "请输入五个整数：" << std::endl;
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cin >> arr[i];
    }

    // 以相反的顺序打印元素
    std::cout << "以相反的顺序输出元素：" << std::endl;
    for (int i = 4; i >= 0; --i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 释放动态分配的内存
    delete[] arr;

    return 0;
}

 上述代码由Copilot编写

• 静态数组（在编译时分配内存）的大小是固定的，无法在运行时更改。动态内存分配允许我们根据需要在运行时创建数组，而不受固定大小的限制。
• 静态数组通常在程序的整个生命周期内占用内存，即使只使用了其中的一部分。动态分配的数组只在需要时分配内存，可以避免内存浪费。
• 如果函数需要返回一个数组，但数组的大小在调用函数之前未知，动态内存分配是解决方案之一。
• 动态分配的内存的生命周期由程序员控制，可以在不再需要时显式释放。
• 注意：动态分配的内存需要手动释放，否则会导致内存泄漏。

 习题5

main.cpp

#include "stuinfo.hpp"

int main()
{
    const int numStudents = 2; // 根据需要更改
    stuinfo students[numStudents];

    inputstu(students, numStudents);
    showstu(students, numStudents);

    return 0;
}

 stufun.cpp

#include "stuinfo.hpp"
#include <iostream>

void inputstu(stuinfo stu[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        std::cout << "请输入学生姓名：";
        std::cin >> stu[i].name;

        std::cout << "请输入三门课程的成绩：";
        for (int j = 0; j < 3; ++j)
            std::cin >> stu[i].score[j];

        // 计算平均成绩
        stu[i].ave = (stu[i].score[0] + stu[i].score[1] + stu[i].score[2]) / 3.0;
    }
}

void showstu(stuinfo stu[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        std::cout << "学生 " << i + 1 << "：" << stu[i].name
                  << "，平均成绩：" << stu[i].ave << std::endl;
    }
}

stuinfor.hpp

#ifndef STUINFO_HPP
#define STUINFO_HPP

struct stuinfo
{
    char name[20];
    double score[3];
    double ave;
};

void inputstu(stuinfo stu[], int n);
void showstu(stuinfo stu[], int n);

#endif // STUINFO_HPP

CMakeList.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)

project(EX_5)

aux_source_directory(. DIR_SRCS)

add_executable(EX_5 ${DIR_SRCS})