C++ 程序设计语言

好记性不如烂笔头。

第六章

• 标准库给出了静态断言，形式类似如下：

stastic_assert(A,S);//当A不为true时，把S作为一条编译器错误信息输出

其最重要的用途是为泛型编程中作为形参的类型设置断言

• void有两个作用：1，作为函数的返回类型用以说明函数不返回任何实际的值。2，作为指针的基本类型部分以表明指针所指对象的类型未知。
• 在一些机器体系结构中，存放变量的字节必须保持一种良好的对齐方式，以便硬件在访问数据结构资源的时候足够高效。alignof()运算符返回实参表达式的对齐情况，例如：

auto ac = alignof('c');//char的对齐情况
auto al = alignof(1);    //int的对齐情况

• 在为实体命名时，应尽量让名字反应实体含义而非实现细节。在C++中，以下形式并不被建议使用，pcname作为某个char*的名字，或者icount作为某个int计数变量的名字。原因如下：

1. 把类型信息加到名字中降低了程序的抽象水平，尤其不利于泛型编程。
2. 编译器比程序员更擅长记录和追踪类型信息。
3. 一旦改变某个名字的类型，所有都要改。
4. 随着用到的类型越来越多，设计的缩写集越来越大，有时含糊不清，有时过于啰嗦。

• 初始化：

　　初始化的形式大概有4种：

X a1{v};　　//C++11中提出
X a2 = {v};    //继承自C语言
X a3 = v;    //继承自C语言
X a4(v);

以上4种形式的初始化，只有第一种不受限制使用。一般推荐使用{}方式初始化，使用{}初始化称之为列表初始化(list initialization)，好处是防止窄化转换。这句话的意思是：如果一种整型（浮点型）不能存放下另一种整型（浮点型）的值，则后者不会被转化为前者。（另外，整型值不能转化为浮点型的值）。因此，没有特别的理由，最好使用{}进行初始化。

• 初始化器缺失时：

　　若是未指定初始化器，则全局变量，名字空间变量，局部static变量，和static成员会执行相应数据类型的列表{}初始化。对于局部变量，和自由存储上的对象（动态对象），除非它们位于用户自定义类型的默认构造函数中，否则，不会执行默认初始化。若相对内部局部变量或者new创建的内置类型的对象进行初始化，使用{}的形式，例如：

void ff()
{
  int x{};
  char buf[12]{};
  int* p{new int{10}};
  char*q {new char[1024]{}};
}

• 推断类型：

　　c++提供两种从表达式中推断数据类型的机制。1.auto根据对象的初始化器推断对象的数据类型。可能是变量，const或者constwxpt的类型。2.decltype(expr)推断的对象不是一个简单的初始化器，有可能是函数的返回类型或者类成员类型。

• 右值

　　当考虑对象的寻址，拷贝，移动等操作时，有两种属性很关键：

　　1.有身份（has identity）：在程序中有对象的名称，或指向该对象的指针，或该对象的引用。这样我们就能判断两个对象是否相等，或者对象的值是否发生改变。

　　2. 可移动（is movable）：能把对象的内容移动出来。

　　在上述2中属性的四种组合形式中，有3种需要C++语言规则精确的描述（没有身份又不能移动的对象不重要）。用m表示可移动，用i表示有身份，分类如下：

　　左值有身份，但不能移动；右值是允许执行移出操作的对象。

•  类型别名：

　　

typedef void(*PtoF)(int); //等价于 “using PtoF = void(*)int;”

• 指针：

　　大多数机器支持逐字节访问内存，其他机器则是从字中抽取字节，很少有机器支持直接寻址到二进制位。能独立分配且用内置指针指向的最小单位位char类型的对象。（bool类型占用的内存空间至少与char类型一样）。如果想要把更小的值存的更紧密，可使用位逻辑操作，结构中的位域，或者bitset。

• void* ：

　　指向未知类型的对象的指针。除了函数指针(Why)和指向类成员的指针(why 和 why2)外，指向其他任意类型对象的指针都能赋值给void*类型指针。两个void* 可以比较是否相等，还能显式的把他转化为其他类型。

　　函数指针转换会带来不可预知的风险。 member functions中则隐含了this指针。具体参考链接中说明。

• 字符串字面常量：

　　字符串字面常量的类型是“若干个const字符组成的字符数组”，“abcd”的类型是const char[5]。下述代码是不安全的：

char* p = "abcd"; //错误，但C++11之前被接受
p[3] = "d";　　　　//错误，试图为常量赋值

• 原始字符串：

　　当字符串中出现大量的反斜线和双引号，原始字符串就避免了转义字符中的反斜线的重复出现，避免了书写错误。

string s = R"(w\ww\)"; //s的内容是 w\ww\
string s = R"("strings")";    //s的内容是 “strings”

•  指针与const

　　一个指针牵涉到两个对象，即指针本身和所指向的对象。在指针声明中，前置const关键字将令所指的对象而非指针本身成为常量。若要指针本身成为常量，则需要用 *const 代替 *  。

　　

char * s = "abcd";

const char * p = s;    //指向的内容为常量，p是指向const char的指针

char *const p2 = s; //指针为常量， p2是指向char的const指针

技巧是：从右向左读。

• 右值引用：

　　非const左值引用的对象可以由用户写入内容。const左值引用的对象从用户角度来看是不可修改的。右值引用对应一个临时对象，用户可以修改这个对象，并且认为这个对象以后不会被用到了。参考链接。

•  返回值

　　下面两种返回值形式是一样的

string to_string(int a);     //前置返回类型
auto to_string(int a) -> string;  //后置返回类型

• 局部变量：

　　定义在函数内部的名字通常称为局部名字，当线程执行到该定义处，它们被初始化。除非我们把变量声明为static，否则函数每次调用都会拥有该变量的一份拷贝。相反，如果我们把局部变量声明为static，则函数的所有调用中将使用唯一的一份静态分配的对象，该对象在线程第一次到达的时候进行初始化。

　　static局部变量有一重要作用：它可以在函数的多次调用间维护一份公共的信息，而无须使用全局变量。如果使用了全局变量，则有可能会被其他不想关的函数访问甚至干扰。

　　递归的初始化一个局部static变量会产生未定义的结果。

•  重载函数 

　　重载函数并不考虑返回值，其和作用域有着密切关系。基类和派生类的作用域不同，因此默认情况下基类函数和派生类函数不会发生重载。如果想要实现跨类作用域或者跨命名空间作用域的重载，应该使用using声明或者using指示。依赖于参数的查找也会导致跨名字空间重载。

• 前置与后置条件

　　　　函数调用时应遵循的约定称为"前置条件"，函数返回时应遵循的条件称为“后置条件”。

• 函数指针

　　与数据对象类似，由函数体生成的代码也置于某块内存区域中，因此它也有自己的地址。函数指针并不能修改所指向的代码（与机器体系有关，于系统设计有关）。调用者只能对函数指针做两种操作：调用它或者获取它的地址。通过获取地址得到的指针能被用来调用该函数。

void error(string s) {/* ... */}

void (*efct)(string); //指向函数的指针，该函数接受一个字符串参数

void f()
{
  efct = &error; //efet 指向error
  efct("error");    //通过efct调用error
}

编译器发现efct是函数指针，因此会调用它所指的函数。即，解引用函数指针时可用 * ，也可不用。同样，获取函数地址时可以用&，也可以不用：

void(*f1)(string) = &error;  //OK: 等价于 = error
void(*f2)(string) = error;    //OK: 等价于 = &error

void g()
{
  f1("Vasa");    //OK： 等价于(*f1)("Vasa")
  (*f1)("Mary Rose");    //OK: 等价于f1("Mary Rose")
}

函数指针的参数类型声明与函数本身类似，进行指针赋值操作时，要求完整的函数类型都必须精确匹配。

C++允许把一个函数指针类型转换成别的函数指针类型，但之后必须把得到的结果指针转换为其原来的类型，否则会出现意外情况：

using p1 = int(*)(int*);
using p2 = void(*)(void);

void f(p1 pf)
{
  p2 pf2 = reinterpret_cast<p2>(pf);
  pf2();                                                  //可能会出现严重错误
  p1 pf1 = reinterpret_cast<p1>(pf2);   //把pf2  转换回来
  int x = 7;
  int y = pf1(&x);
  //...
}

• 异常处理：

　　函数如果希望处理某个问题，可以捕获相应的异常：

　　1 主调组件如果想处理某些失败的情形，可以把这些异常置于try块的catch从句中。

　　2 被调组件如果无法完成既定的任务，可以用throw表达式抛出一个异常来说明这一情况。

void taskmaster()
{
  try{
      auto result = do_task();
      //使用result    
    }  
    catch(Some_error)
    {
      //执行do_task时发生错误：处理该错误
    }
}

int do_task()
{
  //...
  if(/*能够执行该任务*/)
      return result;
  else
      throw Some_error;
}

　　成功的容错系统都是多层级的。按照自底而上的顺序，每一层级在它力所能及的范围内处理更多的错误，把剩下的错误留给更高层级处理。