C++基础

C++基础
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1、C++基础

• C++相对C语言增加了，面向对象的通用算法。
• C标准库的C++移植：大部分C标准库的头文件 x.h 在C++中为 cx 。
• 多行注释：/* */，单行注释：//。
• 标准输入输出头文件：#include<iostream>。
• cout是标准输出流变量（对象），代表控制台窗口。<<是输出运算符。cin和>>与之对应。endl换行。
• 名字空间：解决命名冲突问题。如名字空间 std 下的 cout 表示为：std::cout。也可以在程序开头声明整个名字空间：using namespace std;。
• 文件操作：#include<fstream>。
  • 打开并写入文件：ofstream oF("文件路径");。
  • 写入内容：oF<<写入内容;。
  • 关闭文件：oF.close();。
  • 打开并读取文件：ifstream iF("文件路径");。
  • 读取内容：iF>>接收内容的变量;。

2、C++函数

• 引用变量：其他变量的别名。

  • 如：int a = 1; int &r = a;。
  • 定义引用变量时就必须指明引用的是哪一个变量，且一旦定义就不能再引用其他变量。
  • 引用变量和被引用的变量类型必须匹配，对引用变量的操作就是对它引用的变量的操作。

• 引用形参：

  • C函数是值参数，对形参的改变不会改变实参。

  • 如：

    void swap(int x, int y){
        int t = x;
        x = y;
        y = t;
    }
    int main(){
        int a = 3, b = 4;
        swap(a,b);
    }
    

    实际上，a 和 b 的值还是原来的3、4，没有发生交换。

  • C语言中为了改变实参，需要传递指针。

  • C++中使用引用实参表达，即函数定义为void swap(int &x, int &y)，其他相对上述程序不变。

  • 同样的符号作为定义变量和运算符的含义不同。作为定义变量的*表示定义指针类型的变量，作为运算符的*表示获取该地址存储的内容。作为定义变量的&表示定义引用类型的变量，作为运算符的&表示取该变量的地址值。

• 函数的默认形参：

  • 函数的形参可以有默认值：void func(char ch, int n = 1); 。
  • 默认形参必须在非默认形参的右边：int add(int y, int x = 1, int z = 3);。

• 函数重载：

  • C++允许作用域内有同名的函数，只要他们的形参不同。

  • 函数名和形参列表构造了函数的签名。

  • 不能根据返回类型区分。

• 函数模板：

  • 将数据类型泛型化，编写通用算法。

  • 用template关键字增加一个模板头，将数据类型变成类模板参数。

  • 使用时传入实际所需的模板参数进行实例化。

  • 如：

    template<typename T>
    T add(T x, T y){
        return x + y;
    }
    //传递实际的模板参数 int 
    cout << add<int>(5, 3);
    

3、string和vector

• string ：是一个用户定义类型，表示的是字符串。

  • 定义：string s = "hello";。
  • 用成员运算符 . 访问 string 类的成员：
    • .size()：字符串大小。
    • .substr(f, e)：从原字符串中获取索引从 f 到 e 的子串。
    • +：字符串拼接。
    • s[x]：获取或赋值索引为 x 的值。
    • .find(子串)：获取子串在原字符串中的位置。
    • .insert(index, 子串)：在 索引为 index 的位置插入子串。

• vector ：向量，类似于数组，但可以动态生长。

  • 头文件：#include<vector>。

  • 是一个类模板，实例化产生一个类。如vector<int> v = {1,2,3,4};。

  • v.push_bach(element);：在最后添加一个元素。

  • v.size();：向量大小。

  • v.pop_back();：弹出最后一个元素。

  • v.resize(size);：重新定义大小，留下前 size 个元素。

4、指针和动态内存分配

• 指针：指针就是地址，变量的指针就是变量的地址。可以用取地址运算符&获得一个变量的地址。

• 指针变量：存储指针（地址）的变量。T *p表示 p 是存储 T类型变量的地址 的变量。

• 通过取内容运算符*可以得到一个指针指向的变量。*p就是p指向的变量。

  • 如：

    int a = 3;
    int *p = &a;
    /* 此时，p == &a
            *p == a
    */
    
    int *q = p;
    // 此时，*p == *q == a
    

• 申请 n 个 int 大小的内存：int *p = new int[n];。

• 释放内存：delete p;，否则会出现内存泄漏。如果是数组则delete[] p;。

5、 类和对象

程序是由不同种类的许多对象相互协作完成。有哪些对象？对象有什么类型？对象直接有什么关系？

• C++中如何定义一个类： struct 或 class 关键字。（ struct 中的成员默认 public ，class 中的成员默认 private ）

  class student {
      public: string name;
      public: double score;
      public: void print(){
          cout<<name<<score;
      }
  };
  student stu;		//实例化对象
  stu.name = "A";		//赋值
  stu.score = 78;	
  

• 类类型的指针变量：T 是一个类类型，则 T * 就是 T 指针类型。T * 变量可以指向一个类对象。

  student stu;
  student *p = &stu;
  //两种访问成员的方法：
  (*p).name = "B";	//取内容运算符*
  p->score = "C";		//间接访问运算符->
  

• 指向动态分布的对象。

  student *p = new student;
  p->name = "D";
  delete p;
  

• 类体外也可以定义成员函数，但要声明作用域 void student::print(){}。

• this 指针：指向调用成员方法的对象。

• 一般成员变量为设置为 private ，通过 get 和 set 函数获取和修改。

• 构造函数：创建对象时自动调用的，函数名和类名相同且没有返回类型的函数。默认构造函数为 student(){}。如果自定义了构造函数，则不再自动生成默认构造函数。

6、重载

• 运算符重载：

  • cout << 实际上的完整函数名是：operator<<()。

  ostream& operator<<(ostream &o, student s){
      cout << s.name << s.score;
      return o;
  }
  cout << stu;
  

  • cin >> 同理，除了为了修改student 的成员变量，输入应用引用。

  istream& operator>>(istream &in, student &s){
      cin >> s.name >> s.score;
      return in;
  }
  cin >> stu;
  

• friend 关键字：外部函数无法访问类的私有成员，可以用 friend 关键字声明该函数是类的友元函数。

  friend ostream& operator<<(ostream &o, student s);
  

• 下标运算符必须在类中重载，即成员方法：

  class point {
  public: 
      double x, y;
      //用下标获取数据
      double operator[](int n) const {	//常函数，不会对成员变量进行修改
          if(n == 0){
              return x;
          } else {
              return y;
          }
      }
      //用下标更改数据需要返回引用，通过 const 关键字重载
      double& operator[](int n){	
          if(n == 0){
              return x;
          } else {
              return y;
          }
      }
  }
  

• 拷贝构造函数：用一个对象赋值给另一个对象。

  • 没有定义会自动生成默认拷贝构造函数，执行硬拷贝。

    class String {
        char *data;
        int n;
    public:
        String(const String &s){
            data = s.data;
            n = s.n;
        } 
    }
    

  • 硬拷贝会导致两个对象指向同一块内存，改变其中一个，另一个也会随之改变。

  • 对于引用数据类型的成员变量，需要重写拷贝构造函数：

    String(const String &s){
        data = new char[s.n + 1];
        n = s.n;
        for(int i=0;i<n;i++)
            data[i] = s.data[i];
        data[n] = '';
    } 
    

• 析构函数：在函数执行完后释放内存。

  • 不带参数也没有返回类型。

  • 默认析构函数：~String(){}。

  • 有引用数据类型的，用 delete 释放内存。

    ~String(){
        if(data)
        	delete[] data;
    }
    

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