c++ 基础
一、面向对象3大特性
封装、继承、多态
1.1 多态
顾名思义就是同一个事物在不同场景下的多种形态。
1.1.1 静态多态
我们以前说过的函数重载就是一个简单的静态多态,静态多态是编译器在编译期间完成的,编译器会根据实参类型来选择调用合适的函数,如果有合适的函数可以调用就调,没有的话就会发出警告或者报错。
1.1.2 动态多态
动态多态:它是在程序运行时根据基类的引用(指针)指向的对象来确定自己具体该调用哪一个类的虚函数。
基类中必须包含虚函数,并且派生类中一定要对基类中的虚函数进行重写。
通过基类对象的指针或者引用调用虚函数,因为派生类对基类中的虚函数进行重写,使用派生类的虚函数替换相同偏移量位置的基类虚函数,如果派生类中新增加自己的虚函数,按照其在派生类中的声明次序,放在上述虚函数之后 。
重写 :
(a)基类中将被重写的函数必须为虚函数(上面的检测用例已经证实过了)
(b)基类和派生类中虚函数的原型必须保持一致(返回值类型,函数名称以及参数列表),协变和析构函数(基类和派生类的析构函数是不一样的)除外
(c)访问限定符可以不同
那么问题又来了,什么是协变?
协变:基类(或者派生类)的虚函数返回基类(派生类)的指针(引用)
总结一道面试题:那些函数不能定义为虚函数?
1)友元函数,它不是类的成员函数
2)全局函数
3)静态成员函数,它没有this指针
4)构造函数,拷贝构造函数,以及赋值运算符重载(可以但是一般不建议作为虚函数)
可理解:因为虚函数需要靠特定的对象来决定激活哪一个函数
1.1.3 动态多态缺陷
降低了程序运行效率(多态需要去找虚表的地址)
空间浪费(需要创建虚表,浪费空间)
1.1.4 虚函数表
一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其容真实反应实际的函数。
(1)通常一个类的虚函数表:
(2)一般继承(无虚函数覆盖)
实例Derive d 对应的虚函数表 :
我们可以看到下面几点:
1)虚函数按照其声明顺序放于表中。
2)父类的虚函数在子类的虚函数前面。
(3)一般继承(有虚函数覆盖)
实例Derive d 对应的虚函数表 :
我们从表中可以看到下面几点,
1)覆盖的f()函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置。
2)没有被覆盖的函数依旧。
(4)多重继承(无虚函数覆盖)
d对应虚函数表
我们可以看到:
1) 每个父类都有自己的虚表。
2) 子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。(所谓的第一个父类是按照声明顺序来判断的)
(5)多重继承(有虚函数覆盖)
d对应虚函数表
我们可以看到:
三个父类虚函数表中的f()的位置被替换成了子类的函数指针。这样,我们就可以任一静态类型的父类来指向子类,并调用子类的f()了
虚函数表带来的不安全性:
(1)访问non-public的虚函数
如果父类的虚函数是private或是protected的,但这些非public的虚函数同样会存在于虚函数表中,所以,我们同样可以使用访问虚函数表的方式来访问这些non-public的虚函数
二、STL
2.1 vector
vector,简单地讲就是一个动态数组,里面有一个指针指向一片连续的内存空间,当空间不够装下数据时会自动申请另一片更大的空间,然后把原有数据拷贝过去,接着释放原来的那片空间;当释放或者说是删除里面的数据时,其存储空间并不会释放,仅仅只是清空了里面的数据。
vector 的内存分配机制:每次扩容都是增加当前空间的50%(第一次除外);
可用下面程序查看动态扩容内存过程:
vector<int> arr;
ofstream wf("1.txt");
for(int i=0;i<100;++i)
{
arr.push_back(i);
wf<<"capacity="<<arr.capacity()<<",size="<<arr.size()<<end;
}
wf.close();
//()返回的是当前vector对象缓冲区(后面的对vector维护的内存空间皆称为缓冲区)实际申请的空间大小,
//而size()返回的是当前对象缓冲区中存储数据的个数,
//capacity永远是大于等于size的,当size和capacity相等时继续添加数据时vector会扩容。
优化性能:
对于数据数目可以确定的时候,先预设空间大小是很有必要的。直接push_back数据频繁移动很是耗时(当然了,数据小的可以忽略的)。
对于预设空间有vector.resize 与 vector.reserve
(1)reserve是容器预留空间,但并不真正创建元素对象,在创建对象之前,不能引用容器内的元素,因此当加入新的元素时,需要用push_back()/insert()函数。
resize是改变容器的大小,并且创建对象,因此,调用这个函数之后,就可以引用容器内的对象了,因此当加入新的元素时,用operator[]操作符,或者用迭代器来引用元素对象。
(2)两个函数的形式:
reserve函数之后一个参数,即需要预留的容器的空间;
resize函数可以有两个参数,第一个参数是容器新的大小,第二个参数是要加入容器中的新元素,如果这个参数被省略,那么就调用元素对象的默认构造函数。下面是这两个函数使用例子:
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> myVec;
vector<int> sec_Vec;
myVec.reserve( 100 ); // 新元素还没有构造,
sec_Vec.resize( 100 ); // 新元素已构造,
//cout<<myVec[0]<<endl; // 此时不能用[]访问元素,不合法
cout<<"sec_Vec[0]:"<<sec_Vec[0]<<endl; // 此时能用[]访问元素,合法
for (int i = 0; i < 100; i++ )
{
myVec.push_back( i ); //新元素这时才构造
}
myVec.resize( 102 ); // 用元素的默认构造函数构造了两个新的元素
cout<<"before myVec[100]:"<<myVec[100]<<endl;
cout<<"before myVec[101]:"<<myVec[101]<<endl;
myVec[100] = 1; //可用[]直接操作新元素
myVec[101] = 2;
cout<<"after myVec[100]:"<<myVec[100]<<endl;
cout<<"after myVec[101]:"<<myVec[101]<<endl;
return 0;
}
输出结果:
sec_Vec[0]:0
before myVec[100]:0
before myVec[101]:0
after myVec[100]:1
after myVec[101]:2
三、gdb 调试
gdb调试core命令:gdb 可执行程序路径 core路径
四.基础
4.1 sizeof
sizeof 是一个关键字,它是一个编译时运算符,用于判断变量或数据类型的字节大小。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Size of char : " << sizeof(char) << endl;
cout << "Size of int : " << sizeof(int) << endl;
cout << "Size of short int : " << sizeof(short int) << endl;
cout << "Size of long int : " << sizeof(long int) << endl;
cout << "Size of float : " << sizeof(float) << endl;
cout << "Size of double : " << sizeof(double) << endl;
cout << "Size of wchar_t : " << sizeof(wchar_t) << endl;
return 0;
}
64位机器结果:
Size of char : 1
Size of int : 4
Size of short int : 2
Size of long int : 4
Size of float : 4
Size of double : 8
Size of wchar_t : 4
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{
char c[]="abcdef";
char* cc = c;
char cn[40] = "abcdef";
int a[]={1,2,3,4,5,6};
int* aa = a;
cout<<"sizeof(c):"<<sizeof(c)<<endl;
cout<<"sizeof(cc):"<<sizeof(cc)<<endl;
cout<<"sizeof(*cc):"<<sizeof(*cc)<<endl;
cout<<"sizeof(cn):"<<sizeof(cn)<<endl;
cout<<"sizeof(a):"<<sizeof(a)<<endl;
cout<<"sizeof(aa):"<<sizeof(aa)<<endl;
cout<<"sizeof(*aa):"<<sizeof(*aa)<<endl;
}
结果:
sizeof(c):7
sizeof(cc):8
sizeof(*cc):1
sizeof(cn):40
sizeof(a):24
sizeof(aa):8
sizeof(*aa):4
FYI:
32位机器和64位机器下的数据类型大小:
C类型 | 32位 | 64位 |
char | 1 | 1 |
short int | 2 | 2 |
int | 4 | 4 |
long int | 4 | 8 |
long long int | 8 | 8 |
char* | 4 | 8 |
float | 4 | 4 |
double | 8 | 8 |