C++学习记录

C++学习记录 前言

• 此处主要记录，c++面向对象这部分知识，有助于快速上手其他语言！
• 永远要记住：限制我们发展的永远是我们自己的认知，而不是别人。
• 心态：同样的环境，同样的氛围，总有人比我们发展的更好，总有人发展的不如我们。
• 首推的学习文档：https://en.cppreference.com/w/

1. 从c到c++，概述

• c++是c的超集，C++增加了很多的头文件，不要在意130
  
• C++包括四种编程范式：面向过程（STL）、面向对象（类和对象）、泛型编程（模板）、函数式编程（Lambda）
• 实现语言的时候，大多数情况下使用的是面向过程、面向对象的范式；当相关的泛型能提高开发效率的情况下，才考虑使用（泛型、函数式编程）。
• 按照编程范式学习其他编程语言，如java.
• 按照编程范式进行分门别类的学习

# 一、面向过程：STL queue类 stack类 deque(double-endend queue)

• 这部分很灵活，可以用来实现栈，队列等

Strings library unordered_map

• 提供了非排序，使用哈希表实现；
• map是排序，使用了红黑树实现

编码规范

百度+谷歌
阿里+谷歌

习题练习

#245. 货仓选址->std::vector

• string的使用
  #166. 字符串 *** 作1->std::basic_string
  string: find_first_of函数并不是搜素某个特定的字符串，而是搜寻参数字符串中任意一个字符的出现

• map的使用
  #216. 获取姓名并排序1->std::map

• set的使用
  #287. 合并果子->std::priority_queue
  合并果子和哈夫曼编码之间的关系(一模一样)
  哈夫曼解决的是什么问题？求最小的编码长度！
  

• 使用类封装大整数：#256. 国王游戏->参考答案
  微扰

# 二、面向对象

• 封装：我该有的和我该做的
• 继承：叫一声爸爸，开启财富之门
• 多态：我就是我，是不一样的烟火

## 封装 类和对象

Fundamental types

类型与变量

类型 = 类型 数据 + 类型 *** 作

成员属性与方法

C++ class与c struct相比，c++ class 中可以放成员方法，而struct不行。
C 语言的struct有单独的命名空间，所以你甚至可以这样定义一个跟类型名字一样的变量；

访问控制权限：public、private、protected、friend

• 强调作用范围：控制类外对类内的访问权限。(此处好好理解类内和类外)
• public、private、friend的作用：如，类外重载运算符时，就需要使用friend友元进行声明修饰
• protected简介

命名空间：namespace

• 和java、systemverilog中的package是一个道理，防止命名空间内各命名、标识符冲突。
• 实现一个cout
• cin、cout也是c++实现的一个对象，不是一个类型也不是一个方法，本质上就是一个对象。

构造函数与析构函数

• 构造函数：默认构造函数、有参构造函数、转换构造函数、拷贝构造函数
• 转换构造函数（一个参数的有参构造函数）：普通的转换构造函数的应用、函数传值过程中的转换构造函数的作用
• 拷贝构造函数：拷贝构造函数的基本使用、拷贝构造为什么传入const引用（因为可能需要处理临时的中间变量，所以传入const；防止套娃现象出现，采用引用传入）、赋值拷贝 *** 作
• 还有一个移动构造函数，c++11帮助c++重回神坛，c++11之前没有将左值和右值区分开。
• 一个有参构造函数也被称为转换构造函数，
• 拷贝构造和拷贝赋值运算符是完全不一样的
• 析构函数：需要资源回收的时候，就需要析构函数
• 工程项目中，构造函数和析构函数越简单越好，会使用伪构造函数和伪析构函数,体会工厂模式
• =default和 =delete的作用：明确指出使用或不使用默认的构造函数
  C++学习重点：程序处理流程

3/5法则

1. 需要析构函数的类也需要拷贝构造函数和拷贝赋值函数。(当类中有些资源是动态申请的，那么它才需要资源回收，可能需要析构函数；但是，对于动态申请出来的这些资源，在发生拷贝行为的时候，通常情况下是发生深拷贝)
2. 需要拷贝 *** 作的类也需要赋值 *** 作，反之亦然。（当我们为某个类实现拷贝构造的时候，说明这个类一定是有一些特殊的行为，而这种特殊行为也应该被继承在赋值拷贝运算符之中）
3. 析构函数不能是删除的
4. 如果一个类有删除的或不可访问的析构函数，那么其默认和拷贝构造函数会定义为删除的。
5. 如果一个类有const或引用成员，则不能使用合成的拷贝赋值 *** 作。

先调用的构造函数，最后调用析构函数。

这是程序设计的逻辑，先构造的可能为后构造的提供依赖。

转换构造函数（一个参数的构造函数）

调用拷贝赋值运算符，会生成临时匿名对象（调用移动构造函数）

拷贝构造函数 和 拷贝赋值运算符

• 注意分析拷贝构造和拷贝赋值运算符!
• 在构造对象时，调用的是拷贝构造函数；在给已有对象赋值时，调用拷贝赋值运算符
• 拷贝构造一定要const修饰，为了兼容处理两种场景（传入的被拷贝对象是const和非const类型）
• 提供右值引用的复制构造函数的好处，就是 可以节省很多复制对象的开销 ，调用右值引用的复制构造函数，我们可以简单地认为对象直接跑过去了，并没有发生任何复制。

深拷贝和浅拷贝

C++实现的深拷贝

new和malloc的区别（原地构造？实现深拷贝用的还挺多）

• new构造的时候会调用构造函数并且会初始化
• delete会自动调用析构函数

属性与方法

• 成员属性和方法（对象）
• 类属性和方法（类）
• 类属性：所有对象访问的都一样，不能使用this指针。定义的时候在前面加上static，全局区？
• 注意辨别：类属性的声明和定义。
• 可以通过域限定符和对象去调用
• const类型的方法与mutable关键字：const声明是为了说明不修改对象内部任何成员属性，主要是给const类型对象使用；mutable就是为了在上述const的修饰下，某些成员属性仍然可以被修改。

const方法

• 不对当前属性进行更改。
• const对象不能调用非const对象的方法。
• const类型方法不能调用非const类型方法
• const声明是为了说明不修改对象内部任何成员属性，主要是给const类型对象使用

对象与引用

• 引用在定义的时候要绑定

c++中的结构体与类

• c++中只是保留了struct关键字，与class的底层实现基本一样。唯一不同的就是默认访问权限不同，struct默认public，class默认private。
• 为什么要保留struct关键字？
• 为什么默认访问权限public？
• 考虑到语言推广成本，收获c用户群体

对象初始化

• 开辟对象数据区、匹配构造函数、完成构造
• 开辟对象数据区、匹配拷贝构造函数、完成构造

运算符重载

一个作用域内几个函数名字相同，但是参数列表不同，称为函数重载。（与返回值无关）
重载运算符:注意思考返回引用的作用是什么？
一般需要实现连等 *** 作，对象

类外重载运算符

• 普通运算符重载
• 重载cout的左移运算符

类内重载运算符

• 普通运算符重载
• 重载下列三个符号，得到的特殊命名：

[] 数组对象
() 函数对象
-> 指针对象

其他重载的知识点 不能重载的5个运算符(五大创世宝石)

• .成员引用运算符
• .*成员指针引用运算符
• sizeof运算符
• ?:唯一的三目运算符
• ::作用域 *** 作符

只能在类内部重载的4个运算符

• ()函数括号运算符(函数对象)
• []数组方括号运算符（数组对象）
• ->间接引用运算符（指针对象）
• =赋值运算符

RVO/NRVO返回值优化

• 正常情况的拷贝 *** 作
• 一次优化的情况
• 二次优化的情况
• g++使用 -nfo-elide-constructors 选项关掉返回值优化

返回值优化（RVO）

• 逻辑是优化掉，临时匿名对象！
• 如果没有这个 *** 作，可能是被编译器优化掉了
• 大多数编译器会对拷贝构造函数进行返回值优化（替换this指针完成）

练习

std::shared_ptr -----> c++实现简单的智能指针

## 继承

子类将父类所有的属性和方法都继承过来

继承-子类的访问权限

继承权限不影响子类对父类内容的访问？

继承-对外的访问权限

继承权限影响类外部访问子类内部继承自父类这些属性的访问权限

• 在具有继承关系的情况下，当咱们子类实现拷贝构造的时候，需要显式性的去调用父类的构造函数
• 怎么实现子类的重载赋值运算符呢？

菱形继承

• 内存会重复？
• 实际情况下，一个真实基类吗，多个功能性基类，
• 思考与虚继承的配合。

代码不是能用就行！命名非常重要！
如果需要多个不允许拷贝的类，不推荐直接把各个拷贝函数delete掉，建议各个类继承自一个不允许拷贝的类！

## 多态

C++多态例子：virtual、override、final

• 普通成员跟着类走，在编译期就已经确定了
• 虚函数跟着对象走，在运行期确定，在编译期不能确定
• virtual 、 override和final的关键字的配合,控制是否覆盖父类同名方法，override是为了规范代码的语义，不是必须要写的，final禁止子类中出现与父类同名的函数，终止虚函数
• final:禁止类继承、禁止虚函数重载

override

• 为什么要有这个关键字？
• final关键字的应用场景：父类中有一个方法需要在所有地方都表示的一模一样，不想让子类去修改，就把相关函数标记成final

虚函数为什么跟着对象走？

对象的前8个字节，存储的是一个虚函数表的地址，可以通过修改对象头8个字节的地址来修改虚函数表，从而调用不同的虚函数。如 ((void **)(&b))[0] = ((void **)(&c))[0]就是把b的虚函数表修改成c的虚函数表了，调用的是c的方法

• this指针其实是底层隐藏的函数

成员方法指针？

• 函数指针
• c++ 成员函数指针
• 普通方法为什么不能存储成员方法地址？因为它有默认的this指针

dynamic_cast动态类型转换

• 将基类的地址转换成其派生类的地址
• dynamic_cast是运行期的行为
• dynamic_cast与虚函数表是有关系的

虚析构函数

普通成员方法是跟着类走的，为了让其跟着对象走，就要设置成virtual

• 规范析构顺序，使用虚析构函数

纯虚函数（抽象类）

• virtual void run()=0，修饰之后必须在派生类中重写！
• C++实现优先队列例子：用堆和队列分别实现
• 请实现一个可以自定义哈希函数的哈希表类：哈希函数包括函数、函数对象、Lambda表达式
• 扩容哈希表

# 知识强归纳 auto关键字

• 在c语言中，用来说明局部的自动变量，当前变量的生存周期是编译器自动决定的，定义它的时候就产生了，出作用域的时候就回收了。(和局部变量一样)
• c++11中， 使用auto方便遍历容器，在编译期就确定了，与sv中的foreach是一样的功能，typeid(x).name（）可以查看属性；
• auto不能作为函数参数；不能作为模板参数；不能定义数组；不能用于非静态成员属性；

constexpr编译期常量

• const 运行期常量

• 与const关键字的区别：一个是编译期常量，一个是运行期常量。

• 修饰全局函数、修饰普通函数、修饰构造函数
  
  

• 在模板中也会与decltype来搭配使用

NULL和nullptr

• NULL在C与C++中的区别
• C++中的NULL所带来的的歧义：func(int),func(int *)
• nullptr是空指针更准确、无歧义的语义表达

右值引用

值类别

• C++左右值（引用）示例
• C++引用绑定顺序

1. 左值与右值
   到了代码的下一行，是否可以通过单一变量访问到值：能访问到就是左值，不能就是右值、（判断不严谨，但是可以用）
2. 左值引用与右值引用
3. 非const变量绑定引用优先顺序
4. const变量绑定优先顺序

• 左值引用，使用T&，只能绑定左值
• 右值引用，使用T&&，只能绑定右值
• 常量左值，使用const T&，既可以绑定左值又可以绑定右值
• 已命名的右值引用，编译器会认为是个左值
• 编译器有返回值优化，但不要过于依赖

引用转换 forward与move：强制调用想调用的函数类型

• 完美转换，主要在模板当中使用，
• forward就是一个类型转换，
• move主要把一个左值或者右值转换成一个右值

左绑左，右绑右；不管咋，先看const；const Type t可以绑定所有类型数据

move constructor 移动构造

• 把一个右值转换成左值
• 在战场上，死兵的武器直接抢过来使用

# 三、泛型编程：模板

模板在编译期完成完整的运算，其他的一般在运行期。
程序 = 算法 + 数据结构

数据结构： 能够存储任意类型
算法：能够存储 *** 作存储任意类型数据的数据结构

面向过程编程：用模板实现函数过程
面向对象编程：用模板实现类

模板文件在编译阶段就干掉了，必须写在头文件中！

返回值后置

• 自己可以实现一个vector练习练习
• C++使用move实现vector

引用类型推导

T&&传入引用类型,
引用折叠：出现偶数个&叫右值引用，出现奇数个叫左值引用。

特化模板

设计一个可以解析变参列表的工具，例如使用变参列表中的第二个类型定义一个变量。

# 其他内容 异常 C++线程简单使用

std::thread

bind简单使用 function 线程池、线程安全的日志打印功能 设计模式：单例模式 智能指针模板 lambda 后记 ：低调思考

• 企业不欠你的，不要带有学生思维意识，一年四季都有实习，随时准备一份简历
• 大量的投递简历，填写自己真实的简历，都能获得大量的面试机会，撩要大胆，“渣男”思维
• 自信是需要建立的，从小公司开始积累经验和面试机会，要有责任感，不要逃违约金。
• 简历：留联系方式、在学校后面可以做特殊标记，减少废话（自我评价没用、年龄不要写、党员、籍贯没用）、个人技能一定要展开来写；多写客观因素、少主观因素；如果要证明c++这一块，可以写实现过stl中的某些东西，掌握了哪些知识点，算法数据结构、网络编程：掌握哪些数据结构，掌握哪些 排序算法，高级数据结构掌握到什么程度，比如了解红黑树呢还是实现红黑树？
• 实现过linux下的某些命令，比如ls、cp、cat、find，自己实现pwd等命令；
• 项目经历，是为了证明你在某些技能上是擅长的，不要写的浮夸
• 要证明自己是想做技术的，对技术是热爱的，态度大于能力，以严谨的态度面对技术
• 大公司造轮子，小公司用轮子
• 面经的知识在于背，不在于会，不要只盯于c++开发：后端、后端、服务器、c++软件开发。

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