C++ Primer 学习笔记-基础知识（一）

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本文是复习C++的读书笔记之一，参考C++ Primer 前四章

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头文件与命称空间

头文件：有些文件由“#include ”包含进其他文件，写在其他文件的头部，也叫头文件。
例如使用#include编译指令，#include <iostream> 该编译指令导致预处理器将iostream的文件内容添加到程序中。在源代码编译之前替换或者添加文本。

头文件命名约定

头文件类型 约定 范例 说明 C++旧式风格 以.h结尾 iostream.h C++程序可以使用 C旧式风格 以.h结尾 math.h C和C++程序都可以使用 C++新式风格 没有扩展名 iostream C++可以使用，使用namespace std 转换后的C 加上前缀c，没有扩展名 cmath C++可以使用，可以使用不是c的特性，如namespace std

命称空间：如上表使用iostream时需要使用名称空间编译指令 “using namespace std;”,叫做using 编译指令。省略using时，使用下面这种方式
std::cout<<”hello”<< endl;

变量与数据类型

变量命名规则

• 名称中只能使用字母字符、数字和下划线
• 名称的第一个字符不能是数字
• 不能将C++关键字用作变量名称
• 区分大小写字母
• 长度没有限制，都有意义
• 以两个下划线或者大写字母打头的名称被保留给实现（编译器及其使用的资源）使用

• 以一个下划线打头的名称被保留给实现，用作全局标示符

  int Poodle; // valid but distinct from poodle
  int _Mytime; // valid but reserved –starts with underscore
  int __fools; // valid but reserved,starts with two underscore

数据类型

C++内置整型：unsigned int、int、unsigned short、short、unsigned long、long、unsigned char、char、bool；
C++内置浮点类型：float、double、long double

C++的基本整型有 char、short、int、long，每种类型有有符号和无符号两种，总共8种供选择。
char 一个字节8位
short 至少16位
int 至少与short相同
long 至少32位，且至少与int一样长

当前很多系统使用最小长度 short 16位 long32位 int 16、24或者32
C标准中并没有具体给出规定那个基本类型应该是多少字节数，而且这个也与机器、OS、编译器有关，比如同样是在32bits的操作系统系，VC++的编译器下int类型为占4个字节；而tuborC下则是2个字节。
使用sizeof()查看占用的字节数 通常short 2个字节 int 4个字节 long 4个字节 char 一个字节，有变化的一般是int和long，16位编译器int是2个字节，64位编译器long是8个字节，unsigned long: 8个字节

下面给出不同位数编译器下的基本数据类型所占的字节数：

32位编译器
short: 2个字节
int： 4个字节
unsigned int : 4个字节
float: 4个字节
double: 8个字节
long: 4个字节
long long: 8个字节
unsigned long: 4个字节

bool类型是ANSI/IOS C++标准添加的新类型

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注意
cout<< hex不会显示任何内容，只是更改整型数值以16进制显示；由于hex位于命名空间std中，而程序使用了该命名空间，因此不能将它作为变量名，但是如果省略编译指令using，而使用std::cout, std::endl， std::hex, std::oct等等，则可以将它用作变量名。

#include<iostream>using namespace std;int main(){    int  num = 42;    cout<< num<<endl;    cout<<hex;    cout<<num<<endl;    cout<< oct;    cout<<num<<endl;} 

浮点数的优缺点

优点：

• 可以表示整数之间的数值
• 表示的范围较大

缺点：

• 表示的精度降低
• 运算速度比整数慢

#include <iostream>int main(){    using namespace std;    float a = 2.34E+22f;    float b = a + 1.0f;    cout<< "a = " << a << endl;    cout<< "b - a = " << b - a << endl;    return 0;}

程序输出：

a = 2.34E+022b - a = 0

输出 b - a = 0，因为float类型只能表示数值的前六位或者前七位，在23位加1，不会对表示的值的大小产生影响.

总结：

C++ 中 signed char、short、int、long统称为符号整型，他们的无符号类型称为无符号整型；bool、char、wchar_t、无符号整型和符号整型统称为整型；float、double和long double统称为浮点型;整型和浮点型统称为算数类型。

const 限定符

最好用const限定符定义符号常量，定义后不能修改，而不是使用C 中#define来定义
const int MONTHS = 12；
注意：
const int toes；//value of toes undefined
toes = 12； // too late
如果在声明常量时没有提供值，那么它的值将是不确定的，并且无法赋值改变。

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复合类型

数组

有效下标的重要：
编译器不会检查使用的数组下标是否有效，如果将一个值赋值给一个不存在的下标的数组元素，编译器并不会指出错误，但是程序运行后可能会出现异常终止，也可能会破坏数据或代码

数组的初始化规则：
只有在定义数组的时候才能初始化数组，此后就不能使用了，也不能将一个数组赋值给另外一个数组。

int card[4] = {2, 3, 4, 5};  //正确int hand[4];   //正确hand[4] = {3,5,6,7};  //错hand = card;   //错 

不过可以使用下标分别给数组元素赋值。

字符串

C 风格的字符串以空字符结尾（null），字符数组中写作“\0”
char dog[5] ={‘b’,’e’,’a’,’t’,’y’} not a string
char cat[5] ={‘c’,’e’,’a’,’t’,’y’，’\0’} a string
两个字符数组都是char数组，但只有第二个是字符串

C++很多处理字符串的函数，包括cout 都是逐个处理字符数组中的字符，知道遇到空字符后停止，如果cout显示的是上面的dog数组，cout打印5个字母，并接着将内存中随后的各个字节解释为要打印的字符，直到遇到空字符为止由于空字符在内存中很常见，因此会很快停止。但是，还是不应该将不是字符串的数组当字符串处理。

例如：
char fish[] = “sadhasa” 用引号括起来的字符串隐式的包括结尾的空字符，字符数组的长度要注意包括空字符。

“S”包含两个字符‘S’和‘\0’
‘S’；是83的一种写法

char aa = "S"  //不合法，“S”实际上表示的是字符串所在的内存地址，内存地址是一种独立的类型，不允许这样赋值char bb = 'S'  //合法

char boss[8] = “boss”;

b o s s \0 \0 \0 \0

strlen()函数返回的是存储在数组中的字符串的长度，而不是数组本身的长度。上面的数组长度是8，但是用strlen()函数返回的是字符串长度5

string类

std::string name = "Lijing";std::string name2 = name;

不能将一个数组赋给另一个数组，但是可以将一个string 赋给另一个string 对象

将一行输入读取到string str 对象：getline(cin, str);将一行输入读取到数组char charr[20] 对象：cin.getline(charr , 20);

结构体

创建结构包括两步：定义结构描述、创建结构变量

struct inflatable{    char name[20];    float volume;    double price;};inflatable hat; //C++ 允许省略struct关键字，但是C在此不能省略struct

使用成员操作符（.） 访问成员，如hat.volume

C++ 允许在声明结构变量时省略struct 关键字
C++的一些老版本不能对函数中定义的常规数组初始化，也不能对函数中定义的常规结构初始化，解决方式是加上static
某些编译器如7.0版本之前的Visual C++不支持String类对象作为成员的结构进行初始化

共用体

一种数据格式，能够存储不同的数据类型，但是只能同时存储其中的一种类型，也就是说结构可以同时存储int 、long 和double，但是共用体只能存储int、long或者double,也就是说共用体每次只能存储一个值

union one4all{    int int_val;    long long_val;    double double_val;};

可以使用one4all变量存储int、long或者double，但是条件是在不同的时间进行：

one4all pail；pail.int_val = 13;         //store int valuecout<<pail.int_val ;pail.double_val= 16.35;     //store double value, lost int value;cout<<pail.double_val;

用途：当数据项使用两种或更多种格式，但是不会同时使用的时候，可以节省空间。

struct  widget {    char band[20];    int type;    union id    {        long id_num;      //一些商品的id为long        char id_char[20]; //一些商品的id为char    }id_val;};....widget price;...if(price.type = 1){    cin>> price.id_val.id_num;}else{    cin>>price.id_val.id_char;}

枚举

C++的enum提供了另外一种创建符号常量的方式：

enum epecturm  = {red，orange，yellow，green，blue，violet}；

可以用枚举名声明这种类型的变量；

epecturm  band；

在不进行强制类型转换的情况下，只能将定义枚举时使用的枚举量赋值给这种枚举的变量，如下：

band = red；   //rightband = 233;   //wrong    233 is not a emuerator , 非enum值赋给enum 错误

枚举量是整型，可以被提升为int类型，但是int类型不能自动转换成枚举类型；

color = 3 + red； //right

对于枚举只定义了赋值运算，并没有为枚举定义算术运算

int color = blue;  //right++band; //wrongband = red+orange;// wrong    red + orange 将被转换为0+1，但是结果是一个int值不能赋值给band

枚举变量的取值与取值范围：
取值必须是整数

enum bitstep{first, second = 100, third};

first默认为0，third为101；
取值范围是0—127，因为最大值101，在2的幂中比这个大的最小值是128.

enum bit{one = -6, second = 9, third};

取值范围是-7—15，因为最小值101，在2的幂中比这个大的最小值是8. 8-1=7，加上负号-7

enum {zero, null= 0, one， number_tr = 1};

zero为默认值0，one和number_tr都是1

选择多少空间存储enum由编译器决定，对于取值范围较小的枚举，使用一个字节或者更小的空间；对于包含long类型的枚举，使用4个字节

指针和自由存储空间

指针的危险：

long   *fellow；*fellow = 12993；

上述代码没有赋给fellow一个地址，由于fellow没有被初始化，他可能是任何值，fellow指向的地方可能并不是要存储12993的地方，可能导致一些最隐匿、最难以跟踪的bug

一定要在指针应用*之前，将指针初始化一个确定的、适当的地址。这是关于使用只指针的金科玉律。

使用new 来分配内存，有可能因为内存不足分配失败，返回空指针

配对使用new 和delete，否则将发生内存泄漏

• 只能用delete释放有new分配的内存，不过对空指针使用delete是安全的，不能使用delete释放声明变量所获得的内存。

int *ps = new int;  //allocate memory with new*ps = 198;...delete ps;   //free memory with delete

• 不要尝试释放已经释放过的内存块，否则可能发生预想不到的情况

• 不要创建两个指向同一个内存块的地址，因为这样将会增加删除同一个内存块两次的机会，出现意想不到的情况

• 如果使用new []创建数组，那么对应的使用delete []来释放

int *thirst = new int [10];...delete [] thirst;   //free a dynamic array

使用动态数组

#include<iostream>using namespace std;int main(){    double *member = new double[3];     member[0] = 19;    member[1] = 22;    member[2] = 33;    cout<<"*member is "<< *member<<endl;    cout<<"member[1] is"<<member[1]<<endl;    member = member + 1;    cout<<"Now member[0] is"<<member[0]<<endl;    cout<<"and member[1] is "<<member[1]<<endl;"    member = member - 1;  // point back to begining    delete [] member;     // free memory    return 0;}

将member减去1，才能让它指向最开始的位置，这样delete删除时才正确

将指针变量加1后，其增加的值等于指向的类型占用的字节数

一般来说C++中数组名被视为数组中的第一个元素的地址
可以修改指针的值，但是数组名是常量，不能修改数组名的值

pointername = pointername + 1;  //allowedarrayname = arrayname +1;  //not allowed

数组的动态联编:使用new关键字创建的数组，在运行时为数组分配空间，长度也将在运行时设置，使用完用delete释放数组的静态联编:使用数组声明来创建数组时，数组的长度在编译时设置。

自由存储空间：

c++有三种管理数据存储的方式，自动存储、静态存储和动态存储(有时也叫自由存储空间或者堆)；

自动存储：

局部变量的存储位置

静态存储：

静态存储是在整个程序执行期间都存在的存储方式，有两种：函数外定义和声明时使用static

动态存储：

new 创建的变量，允许在一个函数中创建分配内存，在另外一个函数中释放；数据的生命周期就不完全受到程序或函数的生存时间控制。