C++——基础

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C++——基础

初学C++的时候，有没有想过，为什么C++支持重载，而C不支持重载呢？？

其实，一个程序运行起来都要经过四步骤

1. 预处理
2. 编译
3. 汇编
4. 链接

预处理阶段会经过去注释，宏替换，头文件展开，条件编译... 

编译阶段会生成汇编代码，会经过语法分析，词法分析，语义分析，符号汇总...（像了解详细的可以去看看 《程序员的自我修养》,在它的第二章会详细讲解）

汇编阶段会将汇编生成二进制，然后在这一阶段生成符号表

链接阶段会合并段表，符号表的汇总和重定向。

1. 实际的项目中，通常由多个头文件和源文件构成，然后通过编译链接，最后形成.o文件，如果为我们一个test.cpp调用了add.cpp中的add函数，在编译后链接前，.o的目标文件中没有add函数的地址，因为add函数是在add.cpp中的，所以add的函数在add.o中，那么怎么办呢？？
2. 链接阶段解决了这个问题，链接器看到了test.o调用了add.o中的add函数，但是没有add的地址，就会去add.o中的符号表中去找add的地址，然后链接到一起。
3. 这时，链接器会通过函数名的修饰规则去找，而不同编译器的函数名修饰规则不一样。

这里用Linux中的gcc和g++来做例子：

这时回到我们一开始的问题，为什么C++支持重载呢？？？  就是因为通过C++可以通过函数名的修饰规则来区分，而C函数名修饰规则后，函数名都是一样的，所以不能重载。

 那么有一个问题，如果有两个函数，函数名一样，参数一样，但返回值不同，这是否能构成重载呢？？
当然不能，因为编译器不能够通过返回值不同来判断是否构成重载。

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引用：引用不是定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会另外开辟空间，而是和变量一起共用一个空间。

引用经常和指针来对比，而引用经常用来做返回值，这时因为用引用来做返回值，可以提高效率。

#include <iostream>
#include <time.h>
using namespace std;struct A
{int a[10000];
};A a;// 值返回
A TestFunc1()
{return a;
}// 引用返回
A &TestFunc2()
{return a;
}void TestReturnByRefOrValue()
{// 以值作为函数的返回值类型size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)TestFunc1();size_t end1 = clock();// 以引用作为函数的返回值类型size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)TestFunc2();size_t end2 = clock();// 计算两个函数运算完成之后的时间cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}int main()
{TestReturnByRefOrValue();return 0;
}

但有一个很重要的区别就是

1. 语法程度上，引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。
2. 底层上来讲，引用的底层就是指针来实现的。

 类的6个默认成员函数：

构造函数：构造函数是一个特殊的成员函数，需要注意的是构造函数的工作是初始化对象。

而默认构造函数有三种：

1. 用户没有显示实现的时候，编译器自动生成
2. 用户显示实现，但是一个参数都没有（无参构造函数）
3. 用户显示实现，参数全部都有缺省值（全缺省构造函数）

ps：这三种默认构造函数不能同时存在。如果2 3 同时存在，那么当一个类时空类的时候，它调用的时候就会存在歧义。

特征如下：

1. 函数名和类名相同
2. 没有返回值
3. 对象实例化的时候会自动调用构造函数
4. 构造函数可以重载

在创建对象的时候，编译器会自动调用构造函数，给每个成员赋初值，这时每个成员都会去走初始化列表。

初始化列表：以一个冒号开始，接着是一个逗号分割的数据成员列表，每个“成员变量”后面跟一个放在括号中的初始值或表达式。

class A
{A():_a(a),_b(b){}private:int _a;int _b;
};

当然每个成员在初始化的时候只能初始化一次，但有三种必须放到初始化列表中

1. const成员变量
2. 引用成员变量
3.  自定义类型成员（且该类没有默认的构造函数）

析构函数：与构造函数相反，析构函数是在对象销毁时自动调用析构函数，完成对对象中资源的清理工作。

特征如下：

1. 析构函数要在类名的前面 + ~
2. 无参数无返回值
3. 一个函数只有一个析构函数，最好变成虚函数，这样形成多态的一个条件。

拷贝构造函数：只有单个参数，该参数是对本类型的引用，当一个已经存在的对象初始化创建一个新对象的时候，会自动调用拷贝构造函数。

特征如下：

1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载
2. 拷贝构造函数的参数必须是本类型的引用，如果不加引用，会无限递归调用拷贝构造函数，最终会造成栈溢出。

编译器默认生成的拷贝构造函数是值拷贝，在某些场景是不能使用的，所以需要我们去深拷贝。

C++11增加了两个默认的成员函数：

1. 移动构造函数
2. 移动赋值运算符重载

针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有写特定的要求：

• 如果你没有自己实现移动构造函数，且没有实现析构函数，拷贝构造、拷贝赋值重载中的任何一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现了移动构造，如果实现了就调用移动构造，如果没有实现就调用默认的移动构造。
• 如果你没有自己实现移动赋值重载函数，且没有实现析构函数 、拷贝构造、拷贝赋值重载中 的任意一个，那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数，对于内 置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动赋 值，如果实现了就调用移动赋值，没有实现就调用拷贝赋值。(默认移动赋值跟上面移动构造 完全类似)

 赋值运算符重载：C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载，运算符重载是具有特殊函数名的函数，也具有返回值类型，函数名字以及参数列表，其返回值类型与普通的函数类型。

特征如下：

1. 重载操作符必须有一个类类型参数
2. 作为类成员函数，形参比操作数少1，这时因为第一个隐藏的参数是this指针
3. .* sizeof :?  .  不能重载

我们来看一下string的赋值运算符重载，不难发现它的返回值是string&。

想一想为什么返回值会是引用呢？？

• 返回值如果是引用那么就是可以提高返回的效率，因为会少一次拷贝构造，有返回值是为了支持连续的赋值

参数是const T&,是因为这样可以支持左值或右值，传递引用也是为了提高效率。

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explicit关键字：

构造函数不仅仅可以构造还可以初始化对象，对于单个参数或除第一个参数无默认值其余都有默认值的构造函数，还具有隐式类型的转换的作用。而explicit关键字的作用就是修饰构造函数，禁止构造函数去隐式类型的转换。

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static成员：

用static修饰的成员变量叫做静态成员变量，用static修饰的成员函数，叫做静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化。

class A
{static int _a;
};int A::_a = 1;

特征如下：

1.  静态成员为所有类对象所共享，存在放静态区
2. 静态成员变量必须在类外进行初始化，定义的时候不用加上static，类中只是声明
3. 类静态成员可以通过 类名::静态成员 或者 对象::静态成员 来访问
4. 静态成员函数没有this指针，不能访问任何的非静态成员变量
5. 静态成员也受类修饰符的影响，受public，protect，private访问限定符的限制