c++--essence

1. 环境
- 1.1. windows 10 + visual studio 2019
2. 一些汇编知识点
- 2.1. 栈区、堆区、代码区、全局区一些知识
- 2.2. 一些简单指令
3. C++ 知识点

1 环境

1.1 windows 10 + visual studio 2019

1.1.1 主题设置

点击工具（菜单）->选项
点击环境->常规，选择相应的主题之后确定

1.1.2 字体设置

点击工具（菜单）->选项
点击环境->字体和颜色，选择相应的内容之后确定

1.1.3 语言设置和添加

选择语言
1. 点击工具（菜单）->选项
2. 环境->区域设置右侧选项选择之后确定
添加语言
1. 点击工具（菜单）->获取工具和功能，进入安装配置界面
2. 点击语言包（菜单），勾选要添加的语言
3. 点击修改（右下角），等待下载安装（根据提示操作，可能需要重启软件）

1.1.4 文本格式配置（自动使用 utf8）

安装扩展 ForceAllUtf8
1. 点击扩展（菜单）->管理扩展
2. 在联机->搜索（在右上角位置）中输入需要安装的东西
3. 选中要安装的内容，点击安装，点击关闭
4. 关闭应用程序，按提示安装

2 一些汇编知识点

2.1 栈区、堆区、代码区、全局区一些知识

编译好的函数代码在代码区，代码区是只读的（受保护的）
执行函数时为函数分配栈空间，用于保存局部变量，分配的栈空间有个首地址，局部变量使用这个地址加偏移地址来访问（如：ebp-0cH）

2.2 一些简单指令

/*
左边机器码，右边汇编指令，一一对应
机器码和CPU架构有关，编译器根据不同平台编译，虽然不一样，但是形式应该差不多
一般都是借助寄存器中转，来修改内存地址
[xxx] xxx 一般都代表某个地址
mov 读写寄存器和地址的内容
add +
sub -
inc ++
dec --
lea 装载地址

        int a = 2;
C7 45 F8 02 00 00 00 mov         dword ptr [ebp-8],2  //2 保存到 ebp - 8 指定的地址
        int b = a + 2;
8B 45 F8             mov         eax,dword ptr [ebp-8]  //ebp-8地址的内容保存到eax寄存器中
83 C0 02             add         eax,2  //eax 寄存器 + 2
89 45 EC             mov         dword ptr [ebp-14h],eax  //将寄存器的内容保存到 ebp - 14 指定的内存地址
        int c = a + b;
8B 45 F8             mov         eax,dword ptr [ebp-8]  //quard 是4个字节，dword 是2个字节
03 45 EC             add         eax,dword ptr [ebp-14h]  
89 45 E0             mov         dword ptr [ebp-20h],eax  
        int d = c + 1;
8B 45 E0             mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
83 C0 01             add         eax,1  
89 45 D4             mov         dword ptr [ebp-2Ch],eax  
        int e = c - 1;
8B 45 E0             mov         eax,dword ptr [ebp-20h]  
83 E8 01             sub         eax,1  
89 45 C8             mov         dword ptr [ebp-38h],eax  
        int f = e - 2;
8B 45 C8             mov         eax,dword ptr [ebp-38h]  
83 E8 02             sub         eax,2  //相减
89 45 BC             mov         dword ptr [ebp-44h],eax 


        int a = 2;
C7 45 F4 02 00 00 00 mov         dword ptr [ebp-0Ch],2
        int* p = &a;
保存地址ebp-0Ch（a的地址）到eax中
8D 45 F4             lea         eax,[ebp-0Ch] 
保存eax中的内容到 ebp - 18h 地址中
89 45 E8             mov         dword ptr [ebp-18h],eax               mov         dword ptr [ebp-18h],eax
        *p = a;
8B 45 E8             mov         eax,dword ptr [ebp-18h]
8B 4D F4             mov         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
89 08                mov         dword ptr [eax],ecx

int sum(int v1, int v2, int *p) {
        return v1 + v2 + *p;
}

        int a = 2;
C7 45 F4 02 00 00 00 mov         dword ptr [ebp-0Ch],2
        int* p = &a;
8D 45 F4             lea         eax,[ebp-0Ch]
89 45 E8             mov         dword ptr [ebp-18h],eax
        int b = sum(a, 3, p);
将ebp-18h(p)地址的内容保存到eax
8B 45 E8             mov         eax,dword ptr [ebp-18h]
50                   push        eax
6A 03                push        3
8B 4D F4             mov         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
51                   push        ecx
E8 C3 D0 FF FF       call        003613B1


        return v1 + v2 + *p;
8B 45 08             mov         eax,dword ptr [ebp+8]
03 45 0C             add         eax,dword ptr [ebp+0Ch]
将ebp+10h地址的内容保存到 ecx
将eax 中的内容和ecx中的地址中的内容相加，保存到eax中
mov eax dword ptr [xxx]
mov eax dword ptr [ecx]
8B 4D 10             mov         ecx,dword ptr [ebp+10h]
03 01                add         eax,dword ptr [ecx]
*/

3 C++ 知识点

3.1 输入、输出

#include <iostream>
using namespace std;
//输入完成会自动换行
//内容如果有空格会截断，当成下一次输入的内容
int main() {
        int age = -1;
        cout << "please input age:";
        cin >> age;
        cout << "age is:" << age << endl;
        getchar();//抵消回车
        getchar();//阻塞代码，等待输入，用于查看结果
        return 0;
}

3.2 函数默认参数

3.2.1 简单例子

int sum(int v1 = 10) {
        return v1;
}

3.2.2 默认参数只能放在最右边

int sum(int v1, int v2 = 20) {
        return v1 + v2;
}
int sum(int v1, int v2 = 20, int v3 = 30) {
        return v1 + v2 + v3;
}

3.2.3 函数同时有声明和实现，默认参数只能放在声明当中

#include <iostream>
using namespace std;
int sum(int v1 = 10);

int main() {
        cout << sum() << endl;
        getchar();
        return 0;
}

int sum(int v1) {
        return v1;
}

3.3 函数重载

3.3.1 参数精确匹配

参数个数不同

int sum(int v) {
        return v;
}
int sum(int v1, int v2) {
        return v1 + v2;
}

类型不同

int sum(int v) {
        return v;
}
int sum(double v) {
        return v;
}

顺序不同

int sum(int v1, double v2) {
        return v1 + v2;
}
int sum(double v1, int v2) {
        return v1 + v2;
}

3.3.2 错误示例

由于C++编译器使用 name decorate，改变了函数的名称，C中函数名不变，不支持重载

仅返回值不同

int sum(int v) {
        return v;
}
double sum(int v) {
        return v * 1.0;
}

隐式提升

int sum(long v) {
        return v;
}
int sum(double v) {
        return v;
}

......
sum(10);
......

默认参数导致匹配到多个函数，产生二义性

int sum(int v1) {
        return v1;
}
int sum(int v1, int v2 = 20) {
        return v1 + v2;
}
......
sum(1);
......

3.3.3 函数默认参数本质

函数调用时，不传默认参数和传入默认参数编译的结果是一样的（机器码基本一样）

3.4 extern "C"

要求以C的方式编译

3.4.1 修饰单行

extern "C" int sum(int v1) {
        return v1;
}

3.4.2 修饰块

extern "C" {
        int sum(int v1) {
                return v1;
        }
}

3.4.3 同时有声明和定义，修饰声明（定义也可以同时修饰，不推荐同时修饰）

#include <iostream>
using namespace std;

extern "C" {
        int add(int a, int b);
        int mul(int a, int b);
}

int main() {
        getchar();
        return 0;
}

int add(int a, int b) {
        return a + b;
}
int mul(int a, int b) {
        return a * b;
}

3.4.4 使用场景

C、C++ 混合开发

一般都是把声明写到头文件中（假设库文件为 xxx.c，用C来编写的文件）
1. 头文件引入写法
  1. 标准库
    #include <xxx>
  2. 第三方库
    #include "xxx.h"
2. C++ 引入形式
```
extern "C" {
        int sum(int v);
}
```
3. C 引入形式
  由于以 C 的方式编译不认识 extern "C"，就是简单的函数声明
```
int sum(int v);
```
4. xxx.h 文件同时满足两种引入方式
  利用 C++ 编译器内置的宏 __cplusplus 来进行条件编译
```
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif // __cplusplus

        int sum(int v);

#ifdef __cplusplus
}
#endif // __cplusplus
```
5. 同一头文件保证一次引入
  
  引入相当于简单替换，多次引入会浪费编译资源
  1. 使用 #ifdef #ifndef #endif 的方式
    利用宏名称减少冲突率概，灵活，可以根据需要包含相应的内容，编译器支持这个标准
    #ifndef __TEST_H #define __TEST_H #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif // __cplusplus int sum(int v); #ifdef __cplusplus } #endif // __cplusplus #endif // !__TEST_H
  2. 使用 #pragma once 的方式
    整体保证一次编译，需要新的编译器支持
    #pragma once #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif // __cplusplus int sum(int v); #ifdef __cplusplus } #endif // __cplusplus
头文件对应的实现文件一般也会引入头文件

实现有先后顺序，后面的可能会使用前面的东西，引入头文件就不用考虑位置顺序了

3.5 inline function (内联函数)

3.5.1 用法

inline 关键字很随意，可以放在声明，也可以放在定义，都写也可以（推荐）

inline int sum(int a, int b) {
        return a + b;
}

3.5.2 特点

是否应用取决于编译器
函数内容一般不超过10行
有递归等的复杂函数是不会有效果的
具有函数特性和一般函数一样使用（会进行语法检查），编译时会替换

3.5.3 本质（不考虑编译器优化）

函数调用的地方直接用函数体进行替换
可以减少函数调用栈的开销，提高效率
会增大代码体积（执行文件变大）

3.6 宏替换

直接进行替换，用于计算很容易出问题

#define sq(a) (a) + (a)

......
int a = 10;
sq(++a); //24
//++a + ++a; //替换成这样
......

3.6.1 表达式赋值

C 中不支持

三元运算符

int a = 1;
int b = 2;
a > b ? a : b = 100;

3.7 const

3.7.1 指针常量

指针指向的内容不能改

int a[] = { 1, 2, 3 };
int b = 100;
const int* p = a;
//p[0] = 123; 不能通过 p 来修改 p 指向的内容
p = &b; //指针指向的内容新的地址

3.7.2 常量指针

指针指向不能改

int a = 100;
int b = 10;
int * const p = &a;
//p = &b; 不能再次赋值 p
*p = 125; //p 指向的内容可以修改

3.7.3 指向常量的常量指针

赋值后不变，只能读不能写（三种情况是正常手段下是这样）

3.8 引用

3.8.1 用法

简单用法
```
int a = 100;
int &ref = a;
```

用于复杂对象（以结构体为例）

struct Date{
  int &year;
  int &month;
  int &day;
}

3.8.2 特点

定义引用时必须初始化
已经定义的引用不能重新指向其他对象

3.8.3 本质

编译器将引用转成指针，生成的机器代码和使用指针是一样的（反编译可查看）

3.8.4 数组的引用

int arr[] = { 1,2,3 };
int(&a)[3] = arr;
//arr 是常量指针
int* const& b = arr;

3.8.5 const 引用

不能通过引用修改引用或者指针指向的对象

int val = 123;
const int& r1 = val;
int const& r2 = val;

//对比指针写法
const int* r1 = &val;
int const* r2 = &val;

可以构成重载函数

#include <iostream>
using namespace std;

int sum(int& v1, int& v2) {
        return (v1 + v2) * 2;
}
int sum(const int& v1, const int& v2) {
        return v1 + v2;
}
int main() { 
        int a = 1;
        const int b = 1;
        sum(a, a); //4
        //const 引用参数匹配
        sum(b, b);
        sum(1, 1); //2

        getchar();
        return 0;
}

指向常量，临时对象（某些表达式返回值、函数返回值）
```
const int $fa = 123;
const int a = 123;
const double &fb = a;
```

3.8.6 不存在引用的引用

引用相当于引用对象的别名，引用没有开辟内存空间，再次引用对象是同一个对象

Table of Contents