ANSI C++特征总结

随着C++的普及，标准的指定成了C++发展的必然趋势。而制订此一标准的工作是由ANSI （American National Standards Institute，美国标准学会）与ISO （International Standardization Organization，国际标准组织）进行。
        ANSI规则中的许多新规则都是对最初的C++进行的扩充。也可以不使用这些新的特征。这些新特征包括关键字mutable以及explicit。
        有一些修改的潜在作用很大。现在ANSI规则鼓励某些编程方法而抛弃其他一些编程方法。尽管在一段时间内不会放弃对老式编程方法的支持，但是有一些编程方法最终是要被淘汰掉的——这意味着编译器将给出警告并建议使用新的编程方法。迟早有一天会抛弃掉对这些旧方法的支持。
        ANSI规则的主要改变包括：

(1)新的头文件的载入方式

        在ANSI/ISO的C++标准里，定义了一个名为std的namespace，并将许多类定义在这个namespace。
        例如，旧方法载入头文件   #include <iostream.h>
                     新方法则修改为     #include <iostream>
                                                      using namespace std ;

(2)执行时间类信息 RTTI（Run-Time type Inforamtion）
        RTTI中文字面翻译为执行时间类信息，也就是在执行时判别数据的类型，例如：判别模板被什么类型套用？
        首先在使用typeid前，必须include名为typeid的头文件。可以利用typeid判别某一变量的数据类型 

                                              int a;
                                              if(typeid(a)==typeid(int))    // 判别a的数据类型是否为int
                                                ……
        或者取得变量的数据类型的名称   char *data_type=typeid(a).name()    //输出a的数据类型

(3)类型转换
        C语言对所有的情况都使用一种类型转换运算符，在ANSI/ISO C++标准的草案中，新增了四种类型能够转换语法，分别针对四种特定的类型转换需要，以取代传统的类型转换。新增的类型转换语法能够更精确地控制程序、减少程序错误的产生。这四种新的类型转换运算符分别是：const_cast, dynamic_cast , reinteroret_cast,   static_cast。

        const_cast （去除const属性）
        const_cast操作符用来帮助调用那些应该使用而没有使用const关键字的函数。换句话说，就是供程序设计师在特殊情况下将限制为const成员函数的const定义解除，使其能更改特定属性。
                                例如：void display_num(double *p)
                                            {
                                             printf(“The value is %2.3f/n”,*p);
                                            }
                                            const double x;
                                            display_num(& x);                //Disallowed!  C++的规则禁止这样调用，因为一个const指针通常不能传递给一个非const类型的参数

                                            display_num(const_cast<double *>(& x));                 //将& x由const double *类型转换为double *类型。
[NOTE]：当使用const_cast操作符时，必须保证不改变指针所指向的数据。如果你使用const_cast操作符又设法改变指针所指向的数据，那么将使实际结果无法预料。
                                           const double x=17.5;
                                           double *p;
                                           p = const_cast<double *> (& x);
                                           *p = 33.2;  // This operation is undefined!

         dynamic_cast (程序运行时对类型进行的检测)
        在这四个新的运算符中间，只有dynamic_cast提供了新的功能。如果启动了支持运行时间类型信息(RTTI)，dynamic_cast可以有助于判断在运行时所指向的对象的确切类型。它与typeid运算符有关。
        使用dynamic_cast操作符有用的原因是一个基类的指针能够指向许多不同的子类型（派生类），可以将被转型为基础类的对象还原成原来的类。不过，限于对象指针的类型转换，而非对象变量。
                                          class B
                                          {
                                           public:
                                           virtual void func1(int);
                                          };
                                          class D: public B
                                          {
                                           public:
                                           void func2(void);
                                          };
                                          void process_B(B *arg)
                                          { B *pb;
                                            pb = dynamic_cast<D *>(arg);
                                            if(pb)              //如果arg指向类D或类D的派生类的对象，那么这个类型转换是成功的。
                                            pb->func2();
                                              …
                                           }
[NOTE]：当编译此类型程序时，必须设定项目中有关C++语言的设定，否则编译器将出现错误信息，而且会发生执行错误。点选project/setting选项，出现Project Setting对话框后，切换到C/C++标签，然后点选Enable Run-Time Type Information(RTTI)复选框。

        reinterpret_cast（转换指针的类型）
        reinterpret_cast操作符将一个指针转换成其他类型的指针，新类型的指针与旧指针可以毫不相干。通常用于某些非标准的指针数据类型转换，例如将void *转换为char *。它也可以用在指针和整形数之间的类型转换上。
                                         char a_char =’A’, * cp = & a_char;
                                         void *vp;
                                         vp=cp;
                                         cout<<*(reinterprt_cast,char *>(vp));  // 输出时将vp的类型由void* 转换成char*
[NOTE]：reinterpret_cast操作符存在潜在的危险，除非有使用它的充分理由，否则就不要使用它。例如，它能够将一个int *类型的指针转换为float *类型的指针，但是这样很容易造成整数数据不能被正确地读取。

        static_cast (转换成为相关的对象或者指针)
        static_cast操作符能在相关的对象和指针类型之间进行类型转换。有关的类之间必须通过继承或者构造函数或者转换函数发生联系。static_cast操作符还能在数字（原始的）类型之间进行类型转换。
        通常，static_cast操作符大多用在将数域宽度较大的类型转换为较小的类型的情况。当转换的类型是原始数据类型时，这种操作可以有效地禁止编译器发出警告。
                                           long i = 17;
                                          short j = static_cast<short>(i);
        同样，可以没有任何限制地将一个基类的指针转换为一个派生类的指针。因为没有执行运行时状态检查，你要保证实际的数据支持这个类型的转换。这一点类似于dynamic_cast操作符。
        还有一些其他的情况static_cast操作符能够有效地被使用，但是这在大多数程序中是少见的。例如在A类中定义了一个到B类的类型转换，在B类中定义了一个到int型的类型转换。按照下面的操作类A的一个对象可以被转换为int型。
                                          A oa;
                                          int i = static_cast<int>(static_cast<B>(oa));

(4)其他关键字
        除了前面提到的关键字，ANSI规则支持mutable、explicit和bool：
       关键字mutable与前面提到的const_cast 有异曲同工之处。它改变成员的声明，甚至当成员是const对象的一部分，也可以对成员进行修改。
       关键字explicit阻止构造函数进行转换。
       关键字bool定义一个数据类型，此数据类型只有2个值：真（true）和假（false）。
        完全可以不使用mutable和explicit。除了支持bool数据类型之外，ANSI C++添加了两个预定义的常量true与false，分别等于1和0。

(5)模板与例外处理
        模板与异常处理是C++的两个主要的特征。现在许多编译器都支持这两个特征，但是早期版本的C++并没有这个特征。编写一个通用的类或函数并可以在其中加入特殊的类型，所以模板技术可以是代码重复使用。
        除了支持使用关键字template定义新的模板之外，ANSI规则也列出了标准模板库STL（Standard Template Library），在这个库中包含许多通用的类。其设计的目的就是将程序设计里经常用到的基本数据结构和算法建成可供程序者套用的程序库。
        异常处理是用于响应运行时错误和其他事件的高级技术，它的用法要优于老式C库函数raise和signal。例外处理（Exception Handling）是C++提供的错误处理机制。所谓的例外是Exception的字面翻译，意指程序意料之外的情况，也就是在程序正常执行下，出现未被期待发生的状况。
例外处理的机制主要有两大部分：错误侦测区块和错误处理区块。
                     try
                     { // 错误测区块
                       throw(错误类型);
                      //如果发生错误用throw语句传出错误
                      }
                      catch（错误类型一）
                      { // 错误处理区块}
                      catch (错误类型二)
                      { // 错误处理区块}
                          …
                      catch(…)   //如果前面未列举处理类型，则由此处处理区块处理
                      { // 错误处理区块}

        throw语句并不是只能丢出提示错区信息的字符串，还可以丢出例外类的对象，所以针对例外处理，可以建立一个例外类，通过这些类协助处理程序的错误。在C++标准里，制订了标准的例外处理类，它们都继承于exception类，该类声明了构造函数和析构函数，但不包括成员函数。这个基类有两个子类（logic_error报告不能执行的错误；runtime_error报告无效的操作或不正确的结果），每个子类都对应一组通用异常。定义exception类的头文件为exception头文件，定义logic_error与runtime_error及其继承类的头文件为stdexcept。如果希望知道例外的错误信息时，只要调用例外对象的what成员函数。

(6)if 语句中变量的作用范围
        在ANSI C++中可以在if语句中声明一个变量。该变量的作用范围是整个if语句块。
                     if(int j = 1)
                    {
                    cout<<j<<endl;   //正确，定义了j
                    }
                       j=2;    // Error，j超过了作用范围
        这个特征最明显的用处是控制由dynamic_cast返回的指针的作用范围。在下面的程序中，if语句中定义了pd，所以只有在dynamic_cast成功时它才可用。
                    if (D *pd = dynamic_cast<arg>)
                      { // 仅当arg指向了D对象时dynamic_cast才成功返回
                        // pd可以在语句中安全使用
                      }
                      pd->func2(); // Error！pd超出了作用范围
因为转换成功（因此返回一个非空值给pd），所以在if语句块中使用pd是安全的。如果在if语句块之外使用pd，在编译时就会产生错误。这样就可以在程序发布之前改正这个错误。这样的后果是，如果只在一处定义了pd，编译器将阻止在pd作用范围之外使用它，因此也防止了在运行时出错。

 (7)具有枚举类型的函数的重载
         ANSI C++增强了声明为枚举类型的状态；特别是重载函数时，可以将enum类型与其他整数类型区分开。而在C和C++的旧版本中，enum类型与int类型的参数声明是可以互换的。
                    enum suit
                    { clubs, diamonds, hearts, spades
                    };
                    void func1(int n)
                    { cout<<”Inside func1(int)”<<endl;
                    }
                    void func1(enum card)
                    { cout<<”Inside func1(suit)”<,endl;
                    }
                     函数调用为：func1(spades);
                     输            出：Inside func1(suit)

(8)嵌入类的前向引用
         C++允许类的前置定义。ANSI C++将这个功能扩展到嵌套类。
                  class family
                   {
                    class father;  //允许对father进行前向引用
                    char last_name[5];
                      …
                    class father  //嵌入类的声明
                     {
                       char first_name[10];
                          …
                     };
                 };