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Lec1 面向对象基础

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Introduction

Bjarne Stroustrup.

String

String类的用法：

  • Assignment: string str1 = "aaa"
  • Assign: str.assign('ahgie')
  • Concatenation: str3 = str1 + str2, str1 += str2
  • Constructors: string(const string& s2, int pos, int len), string(const char *cp, int len)
  • Sub-string: substr(int pos, int len)
  • Modification: assign(), insert(int pos, const string& s), erase(), append(), replace(int pos, int len, const string& s)
  • Search: find(const string& s)

string长度说明

string末尾没有\0，string.length()返回可见字符的长度。

File I/O

C++
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#include <fstream>

ofstream File1("out.txt");
File1 << "Hello world" << std::endl;

ifstream File2("in.txt");
std::string str;
File2 >> str;

Notice: ifstream will terminate in white spaces (space, tab, enter, etc.). Readline will get the whole line.

Memory Model

内存存储分为几类：

  • 全局/静态存储区：存储全局变量、静态全局变量、静态局部变量
  • 栈区：存储局部变量、函数参数、返回值
  • 堆区：存储动态分配的变量（new/malloc分配）
  • 常量存储区：存储字符串常量、const常量
  • 代码区：存储程序的机器指令

局部变量和静态局部变量的区别？

相同点：两者都只在块内可见，块外无法访问。

不同点：

  • 普通局部变量每次进入作用域时创建、离开作用域时销毁；静态局部变量只在第一次进入作用域时创建一次，之后多次调用并“记住上次的值”。
  • 普通局部变量存储在栈中，编译器自动管理；静态局部变量存储在静态存储区（数据段/BSS）。

全局变量和静态全局变量的区别？

相同点：

  • 本文件中全局可访问
  • 都存储在静态存储区（数据段/BSS）

不同点：全局变量可跨文件用extern引用；静态全局变量（加static）不能，只在当前.cpp文件可见

动态分配内存：

  1. 分配指针：int* p = new int() → delete p
  2. new int表示分配但不初始化
  3. new int()表示分配且初始化为0
  4. new int(5)表示分配且初始化为5
  5. 分配数组：int* arr = new int[10] → delete[] arr
  6. new int[10]表示分配但不初始化
  7. new int[10]()表示分配且初始化为0
  8. new int[10]{1,2,3}表示分配且前三个初始化、其余为0

new的原理：在堆上分配对应的内存，返回一个栈上的指针，指针中存储这块内存的起始地址、指向堆内存。

Pointer to Objects

同C，用*表示指针，&表示取地址，->表示指针内函数调用。

注意：用一个指针给另一个指针，两者指向同一个对象

Reference

引用相当于对变量的别名，作用与同一变量。可用于函数传参时代替指针。

几点注意：

  • 指针可以改变指向的值，但引用不能改变，也不能为空
  • 引用的对象必须有内存位置，不能引用临时变量
  • 没有引用的引用，没有数组的引用，没有引用的指针

Const

几点注意：

  • 常量也是变量，遵循作用域规则，只是不能修改值
  • 默认内部链接，即只在当前cpp文件中可见；如果加extern关键字，则能在其他文件中使用
  • 编译器会尝试不分配存储空间，而是记录在符号表中，直接替换所有使用常量的地方。当extern或变量过大时，需要分配存储空间
  • 常量在编译时就已经确定值，必须初始化（除非使用extern声明）
  • 常量分为编译时常量和运行时常量，后者不能用于设定数组大小
  • 指针和常量组合：const修饰左边最近的类型，如果左边没有则修饰右边最近的
C++
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const int* p = &x;  // 能修改p指向的对象，但不能通过p修改x（const修饰int）
int const* p = &x;  // 和上一行等价（const修饰int）

int* const p = &x;  // 不能修改p指向的对象，但能通过p修改x（const修饰int*）

const int* const p = &x;  // 不能修改p指向的对象，也不能通过p修改x（第一个const修饰int，第二个const修饰int*）
int const* const p = &x;  // 和上一行等价（第一个const修饰int，第二个const修饰int*）

Resolver

用::表示域作用符，有两种用法：

  • ClassName::funcName：调用类中的成员函数
  • ::funcName：调用全局函数

Stash

Stash表示不阵地特定存储类型的容器（但设计上所有存入对象的大小相同），包含add和fetch两种操作，当存储空间不足时自动扩展。

this

this是所有成员函数的隐变量，其数据类型是指向当前类的指针。在调用时，编译器会隐式转换为包含this指针的函数。e.g.，以下几种写法等价：

C++
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void Stash::initialize(int size);
void Stash::initialize(Stash* this, int size);

Stash a;
a.initialize(10);
Stash::initialize(&a, 10)  // transformed by compilor