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添加C++、STL知识点
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0743e4b8c7
commit
900104ecbd
565
README.md
565
README.md
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@ -1,4 +1,3 @@
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## 目录
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* [C/C++](#cc)
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@ -19,24 +18,9 @@
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* [招聘时间岗位](#%E6%8B%9B%E8%81%98%E6%97%B6%E9%97%B4%E5%B2%97%E4%BD%8D)
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||||
* [面试题目经验](#%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98%E7%9B%AE%E7%BB%8F%E9%AA%8C)
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## C/C++
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* 封装
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* 继承
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* 多态
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* 虚函数
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* 内存分配和管理
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* extern"C"
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* const作用
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* 什么是面向对象（OOP）
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* new、malloc、alloca的区别
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* 运行时类型识别（RTTI）
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* 友元类和友元函数
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* struct和class的区别
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* this指针
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### const
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```cpp
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@ -53,7 +37,7 @@ public:
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// const可用于对重载函数的区分
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int getValue(); // 普通成员函数
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int getValue() const; // 常成员函数
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int getValue() const; // 常成员函数，不得修改类中的任何数据成员的值
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};
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void function()
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@ -84,6 +68,34 @@ const int* function6(); // 返回一个指向常量的指针变量，使用
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int* const function7(); // 返回一个指向变量的常指针，使用：int* const p = function7();
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```
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#### 作用
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1. 修饰变量，说明该变量不可以被改变；
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2. 修饰指针，分为指向常量的指针和指针常量；
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3. 常量引用，经常用于形参类型，即避免了拷贝，又避免了函数对值的修改；
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4. 修饰成员函数，说明该成员函数内不能修改成员变量。
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### static
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#### 作用
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1. 修饰普通变量，修改变量的存储区域和生命周期，使变量存储在静态区，在main函数运行前就分配了空间，如果有初始值就用初始值初始化它，如果没有初始值系统用默认值初始化它。
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2. 修饰普通函数，表明函数的作用范围，仅在定义该函数的文件内才能使用。在多人开发项目时，为了防止与他人命令函数重名，可以将函数定位为static。
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3. 修饰成员变量，修饰成员变量使所有的对象只保存一个该变量，而且不需要生成对象就可以访问该成员。
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4. 修饰成员函数，修饰成员函数使得不需要生成对象就可以访问该函数，但是在static函数内不能访问非静态成员。
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### this 指针
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1. `this` 指针是一个隐含于每一个成员函数中的特殊指针。它指向正在被该成员函数操作的那个对象。
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2. 当对一个对象调用成员函数时，编译程序先将对象的地址赋给 `this` 指针，然后调用成员函数，每次成员函数存取数据成员时，由隐含使用 `this` 指针。
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3. 当一个成员函数被调用时，自动向它传递一个隐含的参数，该参数是一个指向这个成员函数所在的对象的指针。
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4. `this` 指针被隐含地声明为: `ClassName *const this`，这意味着不能给 `this` 指针赋值；在 `ClassName` 类的 `const` 成员函数中，`this` 指针的类型为：`const ClassName* const`，这说明不能对 `this` 指针所指向的这种对象是不可修改的（即不能对这种对象的数据成员进行赋值操作）；
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5. 由于 `this` 并不是一个常规变量，所以，不能取得 `this` 的地址。
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6. 在以下场景中，经常需要显式引用 `this` 指针：
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1. 为实现对象的链式引用；
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2. 为避免对同一对象进行赋值操作；
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3. 在实现一些数据结构时，如 `list`。
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### inline 内联函数
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#### 特征
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@ -128,6 +140,477 @@ inline int functionName(int first, int secend,...) {/****/};
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2. inline函数无法随着函数库升级而升级。inline函数的改变需要重新编译，不像non-inline可以直接链接。
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3. 是否内联，程序员不可控。内联函数只是对编译器的建议，是否对函数内联，决定权在于编译器。
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### assert()
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断言，是宏，而非函数。assert宏的原型定义在`<assert.h>`中，其作用是如果它的条件返回错误，则终止程序执行。
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如
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```cpp
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assert( p != NULL );
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```
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### sizeof()
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* sizeof对数组，得到整个数组所占空间大小。
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* sizeof对指针，得到指针本身所占空间大小。
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### #pragma pack(n)
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设定结构体、联合以及类成员变量以n字节方式对齐
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如
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```cpp
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#pragma pack(push) //保存对齐状态
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#pragma pack(4)//设定为4字节对齐
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struct test
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{
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char m1;
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double m4;
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int m3;
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};
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#pragma pack(pop)//恢复对齐状态
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```
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### extern "C"
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* 被extern限定的函数或变量是extern类型的
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* 被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的
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extern "C" 的作用是让C++编译器将 `extern "C"` 声明的代码当作C语言代码处理，可以避免C++因符号修饰导致代码不能和C语言库中的符号进行链接的问题。
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```cpp
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||||
#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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||||
#endif
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void *memset(void *, int, size_t);
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||||
#ifdef __cplusplus
|
||||
}
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||||
#endif
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||||
```
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||||
### struct 和 typedef struct
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#### C 中
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```c
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// c
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typedef struct Student {
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int age;
|
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} S;
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```
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等价于
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```c
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// c
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struct Student {
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int age;
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};
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typedef struct Student S;
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```
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此时 `S` 等价于 `struct Student`，但两个标识符名称空间不相同。
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另外还可以定义与 `struct Student` 不冲突的 `void Student() {}`。
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#### C++ 中
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由于编译器定位符号的规则（搜索规则）改变，导致不同于C语言。
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一、如果在类标识符空间定义了 `struct Student {...};`，使用 `Student me;` 时，编译器将搜索全局标识符表，`Student` 未找到，则在类标识符内搜索。
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即表现为可以使用 `Student` 也可以使用 `struct Student`，如下：
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```cpp
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// cpp
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struct Student {
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||||
int age;
|
||||
};
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void f( Student me ); // 正确，“struct” 关键字可省略
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```
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二、若定义了与 `Student` 同名函数之后，则 `Student` 只代表函数，不代表结构体，如下：
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```cpp
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typedef struct Student {
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int age;
|
||||
} S;
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void Student() {} // 正确，定义后 `Student` 只代表此函数
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//void S() {} // 错误，符号 “S” 已经被定义为一个 “struct Student” 的别名
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int main() {
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Student();
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struct Student me; // 或者 S me;
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return 0;
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}
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```
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### C++ 中 struct 和 class
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总的来说，struct更适合看成是一个数据结构的实现体，class更适合看成是一个对象的实现体。
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#### 区别
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* 最本质的一个区别就是默认的访问控制
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1. 默认的继承访问权限。struct是public的，class是private的。
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2. struct作为数据结构的实现体，它默认的数据访问控制是public的，而class作为对象的实现体，它默认的成员变量访问控制是private的。
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### explicit （显式）构造函数
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explicit修饰的构造函数可用来防止隐式转换
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如下
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```cpp
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class Test1
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||||
{
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||||
public:
|
||||
Test1(int n)
|
||||
{
|
||||
num=n;
|
||||
}//普通构造函数
|
||||
private:
|
||||
int num;
|
||||
};
|
||||
class Test2
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
explicit Test2(int n)
|
||||
{
|
||||
num=n;
|
||||
}//explicit(显式)构造函数
|
||||
private:
|
||||
int num;
|
||||
};
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||||
int main()
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||||
{
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||||
Test1 t1=12;//隐式调用其构造函数,成功
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||||
Test2 t2=12;//编译错误,不能隐式调用其构造函数
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||||
Test2 t2(12);//显式调用成功
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||||
return 0;
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||||
}
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```
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### frend 友元类和友元函数
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* 能访问私有成员
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* 破坏封装性
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* 友元关系不可传递
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* 友元关系的单向性
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* 友元声明的形式及数量不受限制
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### using 引入命名空间成员
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```cpp
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using namespace_name::name
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```
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#### 尽量不要使用`using namespace std;`污染命名空间
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> 一般说来，使用using命令比使用using编译命令更安全，这是由于它**只导入了制定的名称**。如果该名称与局部名称发生冲突，编译器将**发出指示**。using编译命令导入所有的名称，包括可能并不需要的名称。如果与局部名称发生冲突，则**局部名称将覆盖名称空间版本**，而编译器**并不会发出警告**。另外，名称空间的开放性意味着名称空间的名称可能分散在多个地方，这使得难以准确知道添加了哪些名称。
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尽量不要使用
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```cpp
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using namespace std;
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```
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||||
应该使用
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```cpp
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int x;
|
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std::cin >> x ;
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std::cout << x << std::endl;
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```
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|
||||
或者
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```cpp
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||||
using std::cin;
|
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using std::cout;
|
||||
using std::endl;
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||||
int x;
|
||||
cin >> x;
|
||||
cout << x << endl;
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```
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### ::范围解析运算符
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::可以加在类型名称（类、类成员、成员函数、变量等）前，表示作用域为全局命名空间
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如
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```cpp
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int count = 0; // global count
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int main() {
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int count = 0; // local count
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::count = 1; // set global count to 1
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||||
count = 2; // set local count to 2
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||||
return 0;
|
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}
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```
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### 宏
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* 宏定义可以实现类似于函数的功能，但是它终归不是函数，而宏定义中括弧中的“参数”也不是真的参数，在宏展开的时候对“参数”进行的是一对一的替换。
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### 内存分配和管理
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#### malloc、calloc、realloc、alloca
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1. malloc：申请指定字节数的内存。申请到的内存中的初始值不确定。
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2. calloc：为指定长度的对象，分配能容纳其指定个数的内存。申请到的内存的每一位(bit)都初始化为0
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3. realloc：更改以前分配的内存长度(增加或减少)。当增加长度时，可能需将以前分配区的内容移到另一个足够大的区域，而新增区域内的初始值则不确定
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4. alloca：在栈上申请内存。程序在出栈的时候，会自动释放内存。但是需要注意的是，alloca不具可移植性, 而且在没有传统堆栈的机器上很难实现。alloca不宜使用在必须广泛移植的程序中,。C99中支持变长数组(VLA), 可以用来替代alloca()。
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#### malloc、free
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申请内存，确认是否申请成功
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```cpp
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char *str = (char*) malloc(100);
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assert(str != nullptr);
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```
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释放内存后指针置空
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```cpp
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free(p);
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p = nullptr;
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```
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#### new、delete
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1. new/new[]：完成两件事，先底层调用malloc分了配内存，然后创建一个对象（调用构造函数）。
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2. delete/delete[]：也完成两件事，先调用析构函数（清理资源），然后底层调用free释放空间。
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3. new在申请内存时会自动计算所需字节数，而malloc则需我们自己输入申请内存空间的字节数。
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```cpp
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int main()
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||||
{
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T* t = new T(); // 先内存分配 ，再构造函数
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||||
delete t; // 先析构函数，再内存释放
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||||
return 0;
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}
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```
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### 初始化列表
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好处
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* 更高效：少了一次调用默认构造函数的过程。
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* 有些场合必须要用初始化列表：
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1. 常量成员，因为常量只能初始化不能赋值，所以必须放在初始化列表里面
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2. 引用类型，引用必须在定义的时候初始化，并且不能重新赋值，所以也要写在初始化列表里面
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3. 没有默认构造函数的类类型，因为使用初始化列表可以不必调用默认构造函数来初始化，而是直接调用拷贝构造函数初始化。
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### 面向对象
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面向对象程序设计（Object-oriented programming，OOP）是种具有对象概念的程序编程典范，同时也是一种程序开发的抽象方针。
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面向对象三大特征 —— 封装、继承、多态
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### 封装
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* 把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
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* 关键字：public, protected, friendly, private。不写默认为 friendly。
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| 关键字 | 当前类 | 包内 | 子孙类 | 包外 |
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| --- | --- | --- | --- | --- |
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| public | √ | √ | √ | √ |
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| protected | √ | √ | √ | × |
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| friendly | √ | √ | × | × |
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| private | √ | × | × | × |
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### 继承
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* 基类（子类）——> 派生类（父类）
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### 多态
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* 多态，即多种状态，在面向对象语言中，接口的多种不同的实现方式即为多态。多态性在C++中是通过虚函数来实现的。
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||||
* 多态是以封装和继承为基础的。
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#### 静态多态（早绑定）
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```cpp
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||||
class A
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
void do(int a);
|
||||
void do(int a, int b);
|
||||
}
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||||
```
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||||
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||||
#### 动态多态（晚绑定）
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||||
* 用 virtual 修饰成员函数，使其成为虚函数
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**注意：**
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* 普通函数不能是虚函数
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||||
* 静态函数不能是虚函数
|
||||
* 内联函数不能是虚函数
|
||||
* 构造函数不能是虚函数
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||||
```cpp
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||||
class Shape //形状类
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual double calcArea()
|
||||
{
|
||||
...
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
class Circle : public Shape //圆形类
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual double calcArea();
|
||||
...
|
||||
}
|
||||
class Rect : public Shape //矩形类
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual double calcArea();
|
||||
...
|
||||
}
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
|
||||
Shape * shape2 = new Rect(5.0, 6.0);
|
||||
shape1->calcArea(); //调用圆形类里面的方法
|
||||
shape2->calcArea(); //调用矩形类里面的方法
|
||||
return 0；
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
* 虚析构函数
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class Shape
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
Shape(); //构造函数不能是虚函数
|
||||
virtual double calcArea();
|
||||
virtual ~Shape(); //虚析构函数
|
||||
}
|
||||
class Circle : public Shape //圆形类
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual double calcArea();
|
||||
...
|
||||
}
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
|
||||
shape1->calcArea();
|
||||
delete shape1; //因为是虚析构函数，所以调用子类析构函数后，也调用父类析构函数。
|
||||
shape1 = NULL;
|
||||
return 0；
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
* 纯虚函数 （含有纯虚函数的类叫做抽象类）
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
virtual int A() = 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 抽象类、接口类、聚合类
|
||||
|
||||
* 抽象类：含有纯虚函数的类
|
||||
* 接口类：仅含有纯虚函数的抽象类
|
||||
* 聚合类：用户可以直接访问其成员，并且具有特殊的初始化语法形式。满足如下特点：
|
||||
* 所有成员都是public
|
||||
* 没有有定于任何构造函数
|
||||
* 没有类内初始化
|
||||
* 没有基类，也没有virtual函数
|
||||
* 如：
|
||||
```cpp
|
||||
//定义：
|
||||
struct Date
|
||||
{
|
||||
int ival;
|
||||
string s;
|
||||
}
|
||||
//初始化：
|
||||
Data vall = { 0, "Anna" };
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 运行时类型识别（RTTI）
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class Flyable //【能飞的】
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
virtual void takeoff() = 0; //起飞
|
||||
virtual void land() = 0; //降落
|
||||
}
|
||||
class Bird : public Flyable //【鸟】
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
void foraging() {...} //觅食
|
||||
virtual void takeoff() {...}
|
||||
virtual void land() {...}
|
||||
}
|
||||
class Plane : public Flyable //【飞机】
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
void carry() {...} //运输
|
||||
virtual void take off() {...}
|
||||
virtual void land() {...}
|
||||
}
|
||||
|
||||
class type_info
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
const char* name() const;
|
||||
bool operator == (const type_info & rhs) const;
|
||||
bool operator != (const type_info & rhs) const;
|
||||
int before(const type_info & rhs) const;
|
||||
virtual ~type_info();
|
||||
private:
|
||||
...
|
||||
}
|
||||
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class doSomething(Flyable *obj) //【做些事情】
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{
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obj->takeoff();
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cout << typeid(*obj).name() << endl; //输出传入对象类型（Bird or Plane）
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if(typeid(*obj) == typeid(Bird)) //判断对象类型
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{
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Bird *bird = dynamic_cast<Bird *>(obj); //对象转化
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bird->foraging();
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}
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obj->land();
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}
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```
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dynamic\_cast 注意事项：
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* 只能应用于指针和引用的转化
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* 要转化的类型中必须包含虚函数
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* 转化成功返回子类的地址，转化失败返回NULL
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typeid 注意事项：
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* type\_id 返回一个 type\_info 对象的引用
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* 如果想通过基类的指针获得派生类的数据类型，基类必须带有虚函数
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* 只能获取对象的实际类型
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### Effective C++
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1. 视C++为一个语言联邦（C、Object-Oriented C++、Template C++、STL）
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@ -137,9 +620,36 @@ inline int functionName(int first, int secend,...) {/****/};
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5. 了解C++默默编写并调用哪些函数（编译器暗自为class创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符、析构函数）
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6.
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### Google C++ Style Guide
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> 原文地址：[CSDN . 一张图总结Google C++编程规范(Google C++ Style Guide)](http://blog.csdn.net/voidccc/article/details/37599203)
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## STL
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### 底层数据结构实现
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* vector：底层数据结构为数组，支持快速随机访问
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* list：底层数据结构为双向链表，支持快速增删
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* deque：底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区，支持首尾（中间不能）快速增删，也支持随机访问
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* deque是一个双端队列(double-ended queue)，也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:
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* [堆1] --> [堆2] -->[堆3] --> ...
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* 每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品.
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* stack：底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
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* queue：底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
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* （stack和queue其实是适配器,而不叫容器，因为是对容器的再封装）
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* priority_queue：底层数据结构一般为vector为底层容器，堆heap为处理规则来管理底层容器实现
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* set：底层数据结构为红黑树，有序，不重复
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* multiset：底层数据结构为红黑树，有序，可重复
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* map：底层数据结构为红黑树，有序，不重复
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* multimap：底层数据结构为红黑树，有序，可重复
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* hash_set：底层数据结构为hash表，无序，不重复
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* hash_multiset：底层数据结构为hash表，无序，可重复
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* hash_map：底层数据结构为hash表，无序，不重复
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* hash_multimap：底层数据结构为hash表，无序，可重复
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## 数据结构
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### 顺序结构
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@ -460,13 +970,9 @@ typedef struct BiTNode
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### Single Problem
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* [Chessboard Coverage Problem (棋盘覆盖问题)](Problems/ChessboardCoverageProblem)
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* [Knapsack Problem (背包问题)](Problems/KnapsackProblem)
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* [Neumann Neighbor Problem (冯诺依曼邻居问题)](Problems/NeumannNeighborProblem)
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* [Round Robin Problem (循环赛日程安排问题)](Problems/RoundRobinProblem)
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* [Tubing Problem (输油管道问题)](Problems/TubingProblem)
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### Leetcode Problems
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@ -491,6 +997,7 @@ typedef struct BiTNode
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## 操作系统
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* 进程间的通信方式（管道、有名管道、信号、共享内存、消息队列、信号量、套接字、文件）
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* 线程和进程的差异
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## 计算机网络
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@ -702,22 +1209,6 @@ main| 0x100
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Add | 0x123
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... | ...
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#### extern "C"
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extern "C" 的作用是让C++编译器将 `extern "C"` 声明的代码当作C语言代码处理，可以避免C++因符号修饰导致代码不能和C语言库中的符号进行链接的问题。
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```cpp
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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void *memset(void *, int, size_t);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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```
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### Linux的共享库（Shared Library）
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Linux下的共享库就是普通的ELF共享对象。
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