C++篇：第十四章_编程_知识点大全

• C++篇为本人学C++时所做笔记(特别是疑难杂点)，全是硬货，虽然看着枯燥但会让你收益颇丰，可用作学习C++的一大利器

十四、编程

（一）概念

1. 系统函数及其库是 C++语言所必须的，预处理命令不是 C++语言的必须组成部分

2. 优先级比较：静态成员变量或静态代码块>main方法>非静态成员变量或非静态代码块>构造方法

3. C++不是类型安全的，因为支持强制类型转换；类型安全很大程度上可以等价于内存安全，类型安全的代码不会试图访问自己没被授权的内存区域

4. 浮点数算术标准是ieee754

5. 程序的动态性越强，内存管理就越重要，内存分配程序的选择也就更重要

6. C++真正正式公布的标准就三个：C++98、C++03、C++11

7. /..../中可以嵌套//注释，但不能嵌套/..../注释

8. Java和C++都是静态类型的面向对象编程语言

9. 动态类型语言是指在运行期间才去做数据类型检查的语言，也就是说，在用动态类型的语言编程时，永远也不用给任何变量指定数据类型，该语言会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。静态类型语言与动态类型语言刚好相反，它的数据类型是在编译其间检查的，也就是说在写程序时要声明所有变量的数据类型，C/C++是静态类型语言的典型代表，其他的静态类型语言还有C#、JAVA等

10. 结构化程序设计的思想包括：自顶向下、逐步求精、模块化、限制使用 goto 语句

11. C++的实体通常有三类：变量或对象；函数；类型（结构体类型等）

12. 每个程序单位由三部分组成：预处理指令，全局声明，函数

13. 时间复杂度：评估执行程序所需的时间。可以估算出程序对处理器的使用程度
    
    空间复杂度：评估执行程序所需的存储空间。可以估算出程序对计算机内存的使用程度

14. 重入和不可重入：

这种情况出现在多任务系统当中，在任务执行期间捕捉到 信号 并对其进行处理时，进程正在执行的指令序列就被信号处理程序临时中断 。如果从信号处理程序返回，则继续执行进程断点处的正常指令序列，从重新恢复到断点重新执行的过程中，函数所依赖的环境没有发生改变，就说这个函数是 可重入 的，反之就是 不可重入 的。

满足下面条件之一的多数是不可重入函数：

①　使用了静态数据结构;

②　调用了malloc或free;

③　调用了标准I/O函数;标准io库很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构

④　进行了浮点运算.许多的处理器/编译器中，浮点一般都是不可重入的 (浮点运算大多使用协处理器或者软件模拟来实现。

1. Ｃ语言规定main函数的参数只能有两个， 习惯上这两个参数写为argc和argv，并且还规定argc(第一个形参)必须是整型变量,argv( 第二个形参)必须是指向字符串的指针数组；

写成int main(int argc,char *argv[]),argc=arguments count表示参数个数，argv=argument vector表示数组指针，同时数组在参数传递时会转义为指针，即使[]中包含维度也会被忽略！所以char *argv[]等价于char argv，故也可以写成int main(int argc, char argv)

1. 可以在类中或者名字空间中定义main函数，但是这个main函数与全局的main函数不是同一个函数，所以不是程序入口点。全局范围的main函数是程序的主函数，而且不能在全局范围内重载

2. 其中C++98是第一个正式C++标准，C++03是在C++98上面进行了小幅度的修订，C++11则是一次全面的大进化（ C++0x是C++11 标准成为正式标准之前的草案临时名字 ）

3. 面向对象程序设计优于传统的结构化程序设计，其优越性主要表现在，它有希望解决软

4. 件工程的两个主要问题：软件复杂性控制和软件生产率的提高

5. 面向对象系统的复用性是一种信息隐藏技术，目的在于将对象的使用者和设计者分开，使用者不必知道对象行为实现的细节，只需要设计者提供的协议命令对象去做即可

（二）面向对象的五大基本原则

1. 单一职责原则（SRP）

2. 开放封闭原则（OCP）

3. 里氏替换原则（LSP）

4. 依赖倒置原则（DIP）

5. 接口隔离原则（ISP）

（三）作用域分有：

①　文件作用域

②　函数作用域

③　块作用域

④　类型声明作用域

⑤　函数原型作用域

（四）深层复制和浅层复制

1. 浅层复制：只复制指向对象的指针，而不复制引用对象本身

深层复制：复制引用对象本身，会拷贝动态分配的成员对象

如果是浅拷贝，修改一个对象可能会影响另外一个对象

如果是深拷贝，修改一个对象不会影响到另外一个对象

（五）软件测试和软件调试

①　软件测试：设计测试用例，发现软件中存在的错误

②　软件调试：诊断和改正程序中的错误，故程序调试的任务是诊断和改正程序中的错误

（六）内存分类

1. BSS段：通常是指用来存放程序中未初始化的或者初始化为0的全局变量和静态变量的一块内存区域。特点是可读写的，在程序执行之前BSS段会自动清0

2. 数据段：通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量 的一块内存区域，static意味着在数据段中存放变量；

3. 代码段：通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域；

4. 堆：存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减，这一块在程序运行前就已经确定了；对于堆来讲，它的生长方向是向上的，是向着内存地址增加的方向增长。对于堆来讲，频繁的 new/delete 势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题

5. 栈：栈又称堆栈，存放程序的局部变量（不包括static声明的变量）除此以外，在函数被调用时，栈用来传递参数和返回值。对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制对于栈来讲，生长方向是向下的，也就是向着内存地址减小的方向

6. C++的内存分类：堆，栈，程序代码区，静态存储区，常量存储区

7. C++没有规定每一种数据所占字节数 只规定了谁大谁小，故一般在16位机的C++系统中，short和int占两个字节，long占4个字节；在virtual c++中，短整型占两个字节，整型和长整型占4个字节

8. 

（七）编译器

1. gcc 和 GCC 是两个不同的东西：

①　GCC:GNU Compiler Collection(GUN 编译器集合)，它可以编译C、C++、JAV、Fortran、Pascal、Object-C、Ada等语言。

②　gcc是GCC中的GUN C Compiler（C 编译器）

③　g++是GCC中的GUN C++ Compiler（C++编译器）

④　就本质而言，gcc和g++并不是编译器，也不是编译器的集合，它们只是一种驱动器，根据参数中要编译的文件的类型，调用对应的GUN编译器而已

1. gcc和g++的主要区别：

①　对于 .c和.cpp文件，gcc分别当做c和cpp文件编译（c和cpp的语法强度是不一样的）

②　对于 .c和.cpp文件，g++则统一当做cpp文件编译

③　使用g++编译文件时，g++会自动链接标准库STL，而gcc不会自动链接STL

④　gcc在编译C文件时，可使用的预定义宏是比较少的

⑤　gcc在编译cpp文件时/g++在编译c文件和cpp文件时（这时候gcc和g++调用的都是cpp文件的编译器），会加入一些额外的宏

1. obj-c 的编译器处理后缀为 m 的文件时，可以识别 obj-c 和 c 的代码，处理 mm 文件可以识别 obj-c,c,c++ 代码，但 cpp 文件必须只能用 c/c++ 代码，而且 cpp 文件 include 的头文件中，也不能出现 obj-c 的代码，因为 cpp 只是 cpp

2. c++的源程序是以. cpp作为后缀的

3. 编译器把源程序翻译成二进制形式的“目标程序”，在windows系统中，目标程序以. obj作为后缀，在UNIX系统中，以. o作为后缀

4. 从c++文件到生成exe文件经过预处理、编译、汇编和链接步骤

（八）容器

1. 在C++中，容器是一种标准类模板

2. 

3. C++11 STL中的容器：

①　顺序容器：

(1) vector：可变大小数组

(2) deque：双端队列

(3) list：双向链表

(4) forward_list：单向链表

(5) array：固定大小数组

(6) string：与vector相似的容器，但专门用于保存字符

②　关联容器：

(1) 按关键字有序保存元素：（底层实现为红黑树）

(2) map：关联数组；保存关键字-值对

(3) set：关键字即值，即只保存关键字的容器

(4) multimap：关键字可重复的map

(5) multiset：关键字可重复的set

③　无序集合：

(1) unordered_map：用哈希函数组织的map

(2) unordered_set：用哈希函数组织的set

(3) unordered_multimap：哈希组织的map；关键字可以重复出现

(4) unordered_multiset：哈希组织的set；关键字可以重复出现

④　其他项：

(1) stack、queue、valarray、bitset

1. 构造异质链表的意义是用抽象类指针构造派生类对象链表（很多场景都要用链表来管理不同类型的对象/结点，这样的链表叫异质链表）

2. List封装了链表,Vector封装了数组, list和vector得最主要的区别在于:vector使用连续内存存储的，他支持[]运算符，而list是以链表形式实现的，不支持[]

3. 关于STL各种容器和算法的sort和find函数对重载运算符的描述:

①　线性类型容器使用std::find会调用operator ==

②　线性类型容器sort会调用operator <

③　二叉树类型的容器的sort和find都会调用operator <

④　二叉树类型的容器进行std::sort和std::find时，都会调用operator < 。

⑤　线性类型(vector、list)容器进行std::sort算法时，会调用operator <；进行std::find时，会调用operator ==。

1. 根据它们具体的数据结构类型特点，都是可以非常好理解的。前者链式查找和排序，后者顺序查找和排序

2. 

3. STL中的vector在增加成员时可能会引起原有成员的存储位置发生改变，因为vector是动态分配空间，随着元素的不断插入，它会按照自身的一套机制不断扩充自身的容量导致存储位置改变

4. 迭代器支持的操作符：

①　比较两个迭代器的相等和不相等运算符(==和!=)

②　用于推进迭代器的后置和前置递增运算(++）

③　用于读取元素的接应用运算符(*)，解引用只会出现在赋值运算符右侧（即不可修改，只可读)

④　箭头运算符(->)

⑤　迭代器支持“+=”操作符的有deque，vector

⑥　迭代器没有重载左移，右移运算符

（九）程序加载和运行

1. 加载时地址就是程序放置的地址，运行地址就是程序定位的绝对地址，也即在编译连接时定位的地址。如果程序是在flash里运行,则运行地址和加载地址是相同的。如果程序是在ram里运行,但程序是存储在flash里,则运行地址指向ram,而加载地址是指向flash

2. 运行时地址和加载地址不一定相同；运行时地址和加载地址时程序链接时决定的

（十）文件后缀

1. 程序文件名的后缀是.cpp，经过编译后是.obj，经过连接后是.exe

①　xx.h文件中一般放的是同名.c文件中定义的变量、数组、函数的声明，需要让.c外部使用的声明。

②　xx.cpp文件一般放的是变量、数组、函数的具体定义。

1. 程序实现经过：

①　头文件的预编译，预处理。

编译器在编译源代码时，会先编译头文件，保证每个头文件只被编译一次。

在预处理阶段，编译器将c文件中引用的头文件中的内容全部写到c文件中。

②　词法和语法分析（查错）。

③　编译（汇编代码，.obj文件）。

转化为汇编码，这种文件称为目标文件。后缀为.obj。

④　链接（二进制机器码，.exe文件）。

将汇编代码转换为机器码，生成可执行文件

（十一）数据流图

1. 数据流程图包括：

①　指明数据存在的数据符号，这些数据符号也可指明该数据所使用的媒体

②　指明对数据执行的处理的处理符号，这些符号也可指明该处理所用到的机器功能

③　指明几个处理和（或）数据媒体之间的数据流的流线符号

④　便于读、写数据流程图的特殊符号

例：

（十二）不同字节计算机各数据类型字节大小