C++——对象的创建与使用（一）

（1） 类（class）是一种新的数据类型，可以将类作为一种内置的数据类型来使用；通常将创建好的类存放在库里；

2.1 语言的翻译过程

（2） 任何一种计算机语言都要从源代码转化成机器指令。翻译器有两类：解释器（interpreter）和翻译器（compiler）

2.1.1 解释器

解释器将源代码转化成一些动作（由多条机器指令组成）并执行这些动作。

优点：较好的交互性和程序快速开发；

缺点：开发大型项目时，解释器必须驻留在内存中以执行程序，同时要求一次行输入整个源代码，这会造成内存空间的限制，并且代码段之间相互影响会导致难以调试。

2.1.2 编译器

编译器直接将源代码转化成汇编语言或机器指令，最终得到一个或多个机器代码的文件。

优点：生成的程序只需较少的运行空间，执行速度更快；

缺点：转化过程复杂，从写源码转到执行代码是一个较长的过程（采用内存中编译（in-memory compilation），即将编译器存放在RAM中，以提高编译速度）；交互性差（目前通过源代码层的调试器（source-level debugger）来跟踪程序执行情况）。

（3） 分段编译（separate compilation）：C语言可以分别编译隔断程序。最后使用连接器（linker）把各段程序连接成一个完整的可执行程序。

优点：1. 有些编译器和编译环境不能一次完成编译的整个程序；

   2. 每一段程序创建并测试通过后，将其作为程序组块保存起来。将这样的程序块加入库（library）中，供其他程序使用；

   3. 由于各段程序是独立创建的，隐藏了其中的复杂性。 

2.1.3 编译过程（C/C++）

1. 对源代执行预处理：预处理器（preprocessor）用程序员定义好的模式来代替源代码中的模式。预处理可以节省输入，并增加代码可读性。将预处理后的代码存放在一个中间文件中；

2. 对预处理后的代码进行语法分析（第一遍编译）：编译器将源码分解成小的单元并按照树形结构组织起来；

3. 使用全局优化器（global optimizer）生成更短更快的代码；（有时）

4. 由代码生成器（code generator）遍历语法分析树（第二遍编译，有时会使用窥孔优化器（peephole optimizer）从相邻代码中找出冗余代码）：把树的每个节点转化成汇编语言或机器代码；

5. 通过汇编器对汇编语言汇编；（代码生成器生成汇编代码的情况下）

由4，5步生成目标模块（.o或.obj为扩展名的文件）

6. 连接器把一组目标模块连接成为一个可执行程序：连接器将处理模块中的引用问题，可以从连接的目标模块中搜索，亦可以从库中搜索，库由一个被称为库管理器（librarian）的程序来创建和维护；

（4） 在编译的第一遍中，进行类型检查（type checking）。检查函数参数是否正确使用。由于在编译时而非在运行时，所以称为静态类型检查（static type checking）。

2.2 分段编译工具

（5） 大项目中，需要把大程序构造成许多易于管理，可独立测试的小程序。C/C++中，子程序称为函数（function），调用时，通常要传给它一些参数（argumen），执行后可达到一个返回值（return value）或返回值为空。当一个文件中的函数要访问其他文件的函数或数据时，编译器需要知道这些函数和数据，特别是它的名字和基本用法，以确保能正确使用。告知编译器的过程叫做声明（declaration）。

2.2.1 声明与定义

1. 函数声明语法： 返回类型  函数名（参数类型 参数名， ......）； 

int func1(int length, int width);

声明以分号结束，它告知编译器这只是一个声明；编译器会忽略参数名，它的作用仅在于帮助记忆。

假如a为整型，上述函数可以通过如下方式调用：

a = func1(2, 3);

在C++中，参数列表为空表示“不带参数的函数”，而在C中则表示为带任意参数的函数；

2. 函数定义语法： 返回类型  函数名（参数类型 参数名， ......）{ }

int func1(int length, int width){ }

此时若存在参数的话必须要有函数名。

3. 变量声明：使用关键字extern声明一个变量但不定义；

extern int a;

关键字extern也可以声明函数，但这是多余的。

4. 使用头文件（header file）对库中的众多函数和变量做外部声明。扩展名为.h的文件。

使用#include预处理命令来包含头文件。该命令告诉预处理器打开指定头文件并在#include语句所在的地方插入头文件。

#include有两种方式来指定文件：尖括号（<>）（使用指定路径来寻找）或双引号（“”）（从当前目录开始寻找）；

5. 标准C++ include格式：允许文件名长度超过8个字符，去除.h扩展名。对从C继承下来的.h扩展名的库仍然可用，同时也可以在文件名前加上字母“c”。如#include<stdio.h>，#include<cstdio>。

2.2.2 使用库文件

使用库必须：  1. 包含库的头文件；

2.使用库中的函数和变量；

3. 把库连接进可执行程序。

连接器的查找过程：

1. 当C/C++需要进行外部引用时，如若连接器尚未遇到这个函数或变量的定义，会把它的标识符加到“未解析的引用”列表中；

2. 连接器现在目标模块中查找，不能找到时会去查找库；

3. 通过库的索引进行查找，找到后将整个目标模块连接到可执行程序。

在创建一个C/C++可执行程序时，连接器会连接启动模块，以对程序进行初始化，建立堆栈并初始化某些变量。

连接器可以默认找到标准库中，因此只要添加头文件即可，但是如果使用附加库，需要将库文件名添加到由连接器处理的列表文件中。

 目前自己正在学习C++编程思想，写博客也是对自己学习过程进行一定的总结。如有错误，请指正。