C++其他语法总结

一、运算符重载

  • 运算符重载可以为运算符增加一些新的功能
  • 全局函数、成员函数都支持运算符重载
  • 常用的运算符重载示例
class Point {
	// friend Point operator+(const Point &, const Point &);
	friend ostream &operator<<(ostream &, const Point &);
	friend istream &operator>>(istream &cin, Point &point);
	int m_x;
	int m_y;
public:
	Point(int x, int y) :m_x(x), m_y(y) {}
	void display() {
		cout << "(" << m_x << ", " << m_y << ")" << endl;
	}
	Point(const Point &point) {
		m_x = point.m_x;
		m_y = point.m_y;
	}

	const Point operator+(const Point &point) const {
		return Point(m_x + point.m_x, m_y + point.m_y);
	}

	const Point operator-(const Point &point) const {
		return Point(m_x - point.m_x, m_y - point.m_y);
	}

	Point &operator+=(const Point &point) {
		m_x += point.m_x;
		m_y += point.m_y;
		return *this;
	}

	bool operator==(const Point &point) const {
		return (m_x == point.m_x) && (m_y == point.m_y);
	}

	bool operator!=(const Point &point) const {
		return (m_x != point.m_x) || (m_y != point.m_y);
	}

	const Point operator-() const {
		return Point(-m_x, -m_y);
	}

	// 前置++
	Point &operator++() {
		m_x++;
		m_y++;
		return *this;
	}

	// 后置++
	const Point operator++(int) {
		Point old(m_x, m_y);
		m_x++;
		m_y++;
		return old;
	}
};

// output stream -> ostream
ostream &operator<<(ostream &cout, const Point &point) {
	cout << "(" << point.m_x << ", " << point.m_y << ")";
	return cout;
}

// input stream -> istream
istream &operator>>(istream &cin, Point &point) {
	cin >> point.m_x;
	cin >> point.m_y;
	return cin;
}
  • 子类调用父类的运算符重载函数：需要指定类名
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  • 单例模式中，可以将=号重载成为私有的，这样可以避免被重新赋值
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  • 运算符重载的注意事项
    • 有些运算符不可以被重载，比如
      • 对象成员访问符号：.
      • 域运算符：::
      • 三目运算符： ? :
      • sizeof
    • 有些运算符只能重载为成员函数，比如：
      • 赋值运算符：=
      • 下表运算符：[]
      • 函数运算符：()
      • 指针访问成员：->

二、仿函数

  • 仿函数：将一个对象当作一个函数一样来使用
  • 对比普通函数，它作为对象可以保存状态
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三、模板（template）

  • 泛型，是一种将类型参数化以达到代码复用的技术，C++中使用模板来实现泛型
  • 模板的使用格式如下：
    • template <typename\class T>
    • typename和class是等价的
  • 模板没有被使用时，是不会被实例化出来的，在编译时如果有几次不同类型的调用，编译器就会实现多少类的模板
  • 模板的声明和实现如果分离到.h和.cpp文件中，会导致链接错误，一般将模板的声明和实现统一放到一个.hpp文件中
  • 函数模板的实现如下：
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  • 多参数模板如下：
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  • 类模板示例如下：
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  • 类模板中的友元函数如下：
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四、类型转换

  • c语言风格的类型转换

    • (type)expression
    • type(expression)

  • c++中有4个类型转换符(适用格式：xxx_cast(expression)

    • static_cast
    • dynamic_cast
    • reinterpret_case
    • const_case

  • const_cast：一般用于去除const属性，将const转换成非const
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  • dynamic_cast：一般用于多态类型的转换，有运行时安全检测，会将不安全的转换设置为null
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  • static_cast:

    • 对比dynamic_cast,缺乏运行时安全监测
    • 不能交叉转换（不是同一继承体系的，无法转换）
    • 常用于基本数据类型的转换、非const转成const
    • 适用范围较广
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  • reinterpret_cast

    • 属于比较底层的强制转换，没有任何类型检查和格式转换，仅仅是简单的二进制数据拷贝
    • 可以交叉转换
    • 可以将指针和整数互相转换
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五、c++ 11新特性

  • auto

    • 可以从初始化表达式中推断出变量的类型，大大简化编程工作
    • 属于编译器特性，不影响最终的机器码质量，不影响运行效率
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  • decltype ：可以获取变量的类型
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  • nullptr：可以解决NULL的二义性问题
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  • 快速便利
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  • 更简洁的初始化
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六、Lambda表达式

  • 有点类似于javascript中的闭包，IOS中的Block，本质就是函数
  • 完整结构：[capture list] (params list) mutable exception ->return type { function body }
    • capture list：捕获外部变量列表
    • params list：形参列表，不能使用默认参数，不能省略参数名
    • mutable：用来说明是否可以修改捕获的变量
    • exception：异常设定
    • return type：返回值类型
    • function body：函数体
  • 有时可以省略部分结构：不能省略[],因为[]是lambda表达式的标志
    • [capture list] (params list) ->return type { function body }
    • [capture list] (params list) -> { function body }
    • [capture list] {function body}
  • lambda表达式示例
    • 定义一个lambda表达式变量，后期使用
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    • 将lambda表达式直接执行
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    • 将lambda表达式当作函数实参传递
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  • lambda表达式-外部变量捕获示例
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  • lambda表达式-mutable
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七、异常

  • 异常是一种在程序运行的过程中可能会发生的错误

  • 异常没有被处理，会导致程序终止

  • c++中的异常可以被try…catch…,但是没有finally

  • throw异常后，会在当前函数中查找匹配的catch，找不到就终止当前函数代码，去上一层函数中查找。如果最终找不到匹配的catch，整个程序就会终止
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  • 异常的抛出声明：为了增强可读性和方便团队协作，如果函数内部可能会抛出异常，建议函数声明一下异常类型
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  • 自定义异常类型
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  • 拦截所有异常类型
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  • 标准异常（std中定义的标准异常）
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八、智能指针

  • 智能指针就是在指针变量销毁时自动释放指向对象的内存(会调用类的析构函数)

  • 传统指针存在的问题

    • 需要手动管理内存
    • 容易发生内存泄漏（忘记释放、出现异常等）
    • 释放后产生野指针

  • 智能指针就是为了解决传统指针存在的问题

    • auto_ptr:属于c++98标准，在c++11中已经不推荐使用（有缺陷，比如不能用于数组等）
    • shared_ptr:属于C++11标准
    • unique_ptr:属于C++11标准

  • shared_ptr:共享指针

    • shared_ptr的设计理念：多个shared_ptr可以指向同一个对象，当最后一个shared_prt在作用域范围内结束时，对象才会被释放

    • 可以通过一个已存在的智能指针初始化一个新的智能指针
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    • 在数组中的用法如下：
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    • shared_ptr的原理

      • 一个shared_ptr会对对象产生强引用（strong reference）
      • 每个对象都有个与之对应的强应用计数器，记录着当前对象被多少个shared_ptr强引用着。
      • 可以通过shared_ptr的use_count函数获得强引用计数器
      • 当有一个新的shared_ptr指向对象时，对象的强引用计数就会+1
      • 当有一个shared_ptr销毁时，对象的强引用计数就会-1
      • 当一个对象的强引用计数为0时，对象就会自动销毁（析构）

    • shared_ptr的循环引用：智能指针指向的对象不会被销毁，导致内存泄漏
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  • weak_ptr:弱指针

    • weak_ptr会对一个对象产生弱引用
    • weak_ptr可以指向对象解决shared_ptr的循环引用问题
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  • unique_ptr:唯一引用

    • unique_ptr也会对一个对象产生强引用，它可以确保同一时间只有1个指针指向对象
    • 当unique_ptr销毁时，其指向的对象也会自动销毁
    • 可以使用std::move函数转移unique_ptr的所有权
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  • 自我模拟实现智能指针
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后记
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