C++基础总结1
2016-10-28 21:38
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自己在学习C++过程中一些需要注意的地方。
1.模板传递函数
2.typeid关键字
3.可变参数函数模板
4.auto、decltype关键字
5.C++中的nullptr与NULL
6.C++风格别名
7.constexpr关键字
1.模板传递函数
例程:#include <iostream> using namespace std; template<typename T>//摸板函数 void show(T t) { cout << t << endl; } template <typename T, typename F> void run(T t, F f)//模板函数,第二个参数传递函数 { f(t); } int main() { run(10, show<int>); run("abc", show<const char*>); return 0; }
输出结果为:
10 abc
2.typeid关键字
typeid关键字返回变量的类型名:例如
#include <iostream> //typeid是关键字,不是函数 int main() { int a; std::cout << typeid(a).name() << std::endl; std::cout << typeid(10).name() << std::endl; std::cout << typeid(10.0).name() << std::endl; std::cout << typeid("wangpeng").name() << std::endl; return 0; }
运行结果:
3.可变参数函数模板
第一种情况:参数类型一致#include <iostream> #include <cstdarg> using namespace std; template <typename T> T add(int n, T t...)//求n个数的和 { cout << typeid(T).name() << endl; va_list arg_ptr;//开头指针 va_start(arg_ptr, n);//开始从头读取n个 T res(0);//定义变量res初始化为0 for (int i = 0; i < n; i++) { res += va_arg(arg_ptr, T);//根据数据类型取出数据 } va_end(arg_ptr); cout << res << endl; return res; } int main() { add(4, 1, 2, 3, 4); add(3, 10.2, 3.4, 5.0); return 0; }
运行结果:
第二种情况:参数类型不一致
#include <iostream> #include <cstdarg> using namespace std; void show()//结束递归 { } //参数类型不一致 template<typename T, typename...Args>//typename...Args可变参数 void show(T t, Args... args) { cout << t << " "; show(args...); } int main() { show(2, 3.5, "ABS", 'a'); return 0; }
运行结果:
应用实例:用C++可变参数模板实现C语言printf功能
#include <iostream> #include <cstdarg> using namespace std; void print(const char *str) { cout << str; } template<typename T, typename...Args>//typename...Args可变参数 void print(const char *str, T t, Args... args) { while (str && *str)//字符串不为空且没到末尾 { if (*str == '%' && *(str + 1) != '%') { ++str; cout << t; print(++str, args...);//继续调用 return; } else if (*str == '%' && *(str + 1) == '%') { str++; cout << *str++; } else { cout << *str++; } } } int main() { printf("%dABCD%s%c%%%fXXX\n", 10, "1234", '0', 123.5); print("%dABCD%s%c%%%fXXX\n", 10, "1234", '0', 123.5); return 0; }
输出结果
4.auto、decltype关键字
1、auto是修饰未知变量的类型,编译器会通过此变量的初始化自动推导变量的类型,示例1#include <iostream> using namespace std; int main() { auto num = 10;//auto自适应数据类型 cout << typeid(num).name() << endl; int a[5]{1, 2, 3, 4, 5}; for (auto i : a)//auto i为副本,不会改变数组内容 { cout << i << " "; } cout << endl; for (auto &i : a)//auto &i为原本,会改变数组内容 { i++; cout << i << " "; } cout << endl; return 0; }
运行结果:
示例2:自动推断函数模板返回类型
#include <iostream> using namespace std; //C++14自动推理返回值,不需要->decltype(t1+t2) //C++11需要->指定类型 template <class T1, class T2> auto add(T1 t1, T2 t2)->decltype(t1+t2) { return t1 + t2; } int main() { cout << add(10, 2.5) << endl; return 0; }
程序运行结果:
2、关键字decltype能够推导表达式或者函数的返回类型,但不对表达式求值。示例:
#include <iostream> using namespace std; int main() { auto boer("hello world"); auto afu(1 && 0 && 3 || -1);//afu为bool类型 cout << typeid(afu).name() << " " << afu << endl; decltype(afu) afu2[5]{0,1,2,3,4};//decltype(afu)根据afu的类型自动获取类型 for (auto i : afu2) { cout << i << " "; } return 0; }
程序运行结果:
decltype的推导结果还与给定的表达式的形式有关。如果对变量求类型,那么decltype直接返回变量的类型;如果变量加括号后,那么decltype返回的类型是引用,引用的类型就是该变量的类型。
decltype(i) e; // e is an int variable uninitialized decltype((i)) d; // error: d is int & and must be initialized
5.C++中的nullptr与NULL
引入nullptr的原因,这个要从NULL说起。对于C和C++程序员来说,一定不会对NULL感到陌生。但是C和C++中的NULL却不等价。NULL表示指针不指向任何对象,但是问题在于,NULL不是关键字,而只是一个宏定义(macro)。在C中,习惯将NULL定义为void*指针值0,但同时,也允许将NULL定义为整常数0。在C++中,NULL却被明确定义为整常数0,这样做的根本原因和C++的重载函数有关。C++通过搜索匹配参数的机制,试图找到最佳匹配(best-match)的函数,而如果继续支持void*的隐式类型转换,则会带来语义二义性(syntax ambiguous)的问题。例如:
#include <iostream> using namespace std; void show(int a) { cout << "int" << endl; } void show(int* a) { cout << "int *" << endl; } int main() { show(NULL);//C风格空指针,打印int show(nullptr);//C++风格指针,打印int * cout << typeid(NULL).name() << endl; cout << typeid(nullptr).name() << endl; return 0; }
6.C++风格别名
在C语言中定义别名用typedef,在C++一般用using。1.简单类型别名:
typedef int a[5]; //C风格别名 using arr = int[5];//C++ typedef double db;//C 风格别名 using DBCPP = double;//using C++风格别名 typedef int(*p)(int a, int b);//函数指针类型,p using pfun = int(*)(int a, int b);
2.array数组模板类型别名(类型明确的情况):
#include <iostream> #include <array> using namespace std; int main() { using intarray = array<int, 10>;//模板别名,明确类型 intarray my{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 }; for (auto i : my) { cout << i << " "; } cout << endl; return 0; }
3.array数组模板类型别名(类型不明确的情况):
#include <iostream> #include <array> using namespace std; //模板的别名:用模板名优化模板的名称,类,命名空间只能放在全局,不能放在函数内部 template<typename T> using myarray = array<T, 5>; int main() { myarray<int> arr{ 1, 2, 3, 4, 5 };//模板别名,不明确类型 myarray<char> charr{ 'a', 's', 'd', 'f', 'e' };//模板别名,不明确类型 for (auto i : arr) { cout << i << " "; } cout << endl; for (auto i : charr) { cout << i << " "; } cout << endl; return 0; }
4.在命名空间中定义的函数模板中使用别名
#include <iostream> #include <array> using namespace std; namespace china { template<typename T> using t = T; template<typename T> using tp = T*; template<typename T> T add(T a) { t<decltype(a)> c(a);//使用模板别名时必须用<decltype(a)>明确指明类型 tp<decltype(a)> cp(&a); cout << "模板别名:" << c << " " << cp << endl; return c; } } int main() { cout << china::add(1) << endl; return 0; }
7.constexpr关键字
constexpr是C++11中新增的关键字,其语义是“常量表达式”,也就是在编译期可求值的表达式。最基础的常量表达式就是字面值或全局变量/函数的地址或sizeof等关键字返回的结果,而其它常量表达式都是由基础表达式通过各种确定的运算得到的。constexpr值可用于enum、switch、数组长度等场合。constexpr所修饰的变量一定是编译期可求值的,所修饰的函数在其所有参数都是constexpr时,一定会返回constexpr。
constexpr int Inc(int i) { return i + 1; } constexpr int a = Inc(1); // ok constexpr int b = Inc(cin.get()); // !error constexpr int c = a * 2 + 1; // ok
constexpr还能用于修饰类的构造函数,即保证如果提供给该构造函数的参数都是constexpr,那么产生的对象中的所有成员都会是constexpr,该对象也就是constexpr对象了,可用于各种只能使用constexpr的场合。注意,constexpr构造函数必须有一个空的函数体,即所有成员变量的初始化都放到初始化列表中
struct A { constexpr A(int xx, int yy): x(xx), y(yy) {} int x, y; }; constexpr A a(1, 2); enum {SIZE_X = a.x, SIZE_Y = a.y};
constexpr的好处:
是一种很强的约束,更好地保证程序的正确语义不被破坏。
编译器可以在编译期对constexpr的代码进行非常大的优化,比如将用到的constexpr表达式都直接替换成最终结果等。
相比宏来说,没有额外的开销,但更安全可靠。
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