C++ prime 的学习笔记
C++数据类型
变量
变量的定义会引起相关内存的分配。因为一个对象只能有一个位置,所以程序中的每个对象只能被定义一次。如果在一个文件中定义的对象需要在另一个文件中被访问,就可能会出现问题。
在C++中,程序在使用对象之前必须先知道该对象。这对“编译器保证对象在使用时类型正确性”是必需的。引用一个未知的对象将引起编译错误。
对象声明(declaration)的作用是使程序知道该对象的类型和名字。它由关键字extern以及跟在后面的对象类型以及对象的名字构成。声明不是定义,不会引起内存分配。实际上,它只是说明了在程序之外的某处有这个变更的定义。
虽然一个程序只能包含一个对象的一个定义,但它可以包含任意数目的对象声明。比较好的做
法,不是在每个使用对象的文件中都提供一个单独的声明,而是在一个头文件中声明这个对象,然后再在需要声明该对象的时候包含这个头文件。按照这种做法;如果需要修改对象的声明,则只需要修改一次,就能维持多个使用该对象的文件中声明的一致性。
变量名
变量名:即变量的标识符(identifier),可以由字母、数字及下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头,并且区分大写字母和小写字母。语言本身对变量名的长度没有限制,但是为用户着想,它不应该过长。
C++保留了一些词用作关键字。关键字标识符不能再作为程序的标识符使用。
对于命名对象有许多已普遍接受的习惯,主要考虑因素是程序的可读性。
- 对象名一般用小写字母。全部大写一般表示常量值,通常用预处理器指示符#define定义。
- 标识符一般使用助记的名字 即:能够对程序中的用法提供提示的名字。
- 对于多个词构成的标识符,习惯上,一般在每个词之间加一个下划线,或内嵌的每个词第
一个字母大写。
对象的定义
一个简单的对象定义由一个类型指示符后面跟一个名字构成,以分别结束。
当同类型的多个标识符被定义的时候,我们可以在类型指示符后面跟一个由逗号分开的标识符列表。这个列表可跨越多行,最后以分别结束。
一个简单的定义指定了变量的类型和标识符,它并不提供初始值。如果一个变量是在全局域(global scope)内定义的,那么系统会保证给它提供初始值0。如果变量是在局部域(local scope)内定义的,或是通过new表达式动态分配的,则系统不会向它提供初始值0。这些对象被称为未初始化的(uninitialized)。未初始化的对象不是没有值,而是它的值是未定义的(undefined)。(与它相关联的内存区中含有一个随机的位串,可能是以前使用的结果。)
因为使用未初始化对象是个常见错误,而且很难发现,所以,一般建议为每个被定义的对象提供一个初始值。(在有些情况下,这不是必须的。然而,在你能够识别这些情况之前,为每个对象提供初始值是个安全的作法。)类机制通过所谓的缺省构造函数提供了类对象的自
动初始化。
int main() {
// 未初始化的局部对象。
int ival;
//通过string的缺省构造函数进行初始化。
string project;
//
}
字符串长度头文件ival是一个未初始化的局部变量,但project是一个已经初始化的类对象 – 被缺省的stirng类构造函数自动初始化。
初始的第一个值可以在对象的定义中指定。一个被声明了初始值的对象也被称为已经初始化
的(initialized)。C++支持两种形式的初始化。第一种形式是使用赋值操作符的显式语法形式。
在隐式形式中,初始值被放在括号中。
逗号分隔的标识符列表同样也能为每个对象提供显式的初始值。
在对象的定义中,当对象的标识符在定义中出现后,对象名马上就是可见的,因此用对象初始化它自己是合法的,只是这样做不太明智。
另外,每种内置数据类型都支持一种特殊的构造函数语法,可将对象初始化为0。
对象可以用任意复杂的表达式来初始化,包括函数的返回值。
指针类型
指针持有另一个对象的地址,使我们能够间接地操作这个对象。指针的典型用法是构建一个链接的数据结构,例如树(tree)和链表(list),并管理在程序执行过程中动态分配的对象,以及作为函数参数类型,主要用来传递组或大型的类对象。
每个指针都有一个相关的类型。不同数据类型的指针之间的区别不是在指针的表示上,也不在指针所持有的值(地址)上,对所有类型的指针这两方面都是相同的。不同之处在于指针所指的对象的类型上。指针的类型可以指示编译器怎样解释特定地址上内存的内容,以及该内存区域应该跨越多少内存单元。
- 如果一个int型的指针寻址到1000内存处,那么在32位机器上,跨越的地址空间是1000~1003。
- 如果一个double型的指针寻址到1000内存处,那么在32位机器上,跨越的地址空间是1000~1007。
我们通过在标识符前加一个解引用操作符(*)来定义指针。在逗号分隔的标识符列表中,每个将被用作指针的标识符前都必须加上解引用操作符。在下面的例子中,lp是一个指向long类型对象的指针,而lp2则是一个long型的数据对象,不是指针:
long *lp, lp2;
可能发生的情况是,当程序员后来想定义第二个字符串指针时,他会错误地修改定义如下:
//喔:ps2不是一个字符串指针
string* ps, ps2
当指针持有0值时,表明它没有指向任何对象,或持有一个同类型的数据对象的地址。已知ival的定义:
int ival = 1024;
下面的定义以及对两个指针pi和pi2的赋值都是合法的。
//pi被初始化为“没有指向任何对象”
int *pi = 0;
// pi2被初始化为ival地址
int *pi2 = &ival;
// OK: pi和pi2现在都指向ival
pi = pi2;
// 现在pi2没有指向任何对象。
Pi2 = 0;
指针不能持有非地址值。例如,下面的赋值将导致编译错误:
// 错误:pi被赋予int值ival
pi = ival;
指针不能被初始化或赋值为其他类型对象的地址值。例如,已知如下定义:
double dval;
double *pd = &dval;
那么,下列两条语句都会引起编译时刻错误:
//都是编译时刻错误
//无效的类型赋值:int* double*
pi = pd;
pi = &dval;
不是说pi在物理上不能持有与dval相关联内存的地址:它能够。但是不允许,因为,虽然pi和pd能够持有同样的地址值,但对那块内存的存储布局和内容的解释却完全不同。
当然,如果我们要做的仅仅是持有地址值(可能是把一个地址同另一个地址作比较),那么指针的实际类型就不重要了。C++提供了一种特殊的指针类型来支持这种需求;空(void *)类型指针,它可以被任何数据指针类型的地址值赋值(函数指针不能赋值给它)。
// ok: void* 可以持有任何指针类型的地址值。
void *pv = pi;
pv = pd;
void*表明相关的值是个地址,但该地址的对象类型不知道。我们不能够操作空类型指针所指向的对象,只能传送该地址值或将它与其他地址值作比较。
已知一个int型指针对象pi, 当我们写下pi时:
// 计算包含在pi内部的地址值。
// 类型: int*
pi;
这将计算pi当前持有的地址值。当我们写下&pi时:
// 计算pi的实际地址
// 类型: int**
π
这将计算指针对象pi被存储的位置的地址。那么,怎样访问pi指向的对象呢?
在缺省情况下,我们没有办法访问pi指向的对象,以对这个对象进行读或写的操作。
为了访问指针所指向的对象,我们必须解除指针的引用。C++提供了解引用操作符(*)(dereference operator)来间接地读和写指针所指向的对象。例如,已经下列定义:
int ival = 1024, ival2 = 2048;
int *pi = &ival;
下面给出了怎样解引用pi以便间接访问ival;
// 解除pi的引用,为它所指向的对象ival
// 赋予ival2的值。
*pi = ival2;
// 对于右边的实例,读取pi所指对象的值
// 对于左边的实例,则把右边的表达式赋给对象。
*pi = abs(*pi); // ival = abs(ival);
*pi = *pi + 1; // ival = ival + 1;
我们知道,当取一个int型对象的地址时,
int *pi = &ival;
结果是int* -- 即指向int的指针。当我们取指向int型的指针的地址时:
int **ppi = π
结果是int** -- 即指向int指针的指针。当我们解引用ppi时:
int *pi2 = *ppi;
我们获得指针ppi持有的地址值 – 在本例中,即pi持有的值,而pi又是ival的地址。为了实际地访问到ival,我们需要两次解引用ppi.
cout << The value of ival \n
  << direct value: << ival << \n
  << indirect value: << *pi << \n
  <<doubly indirect value: << **ppi
  <<endl;
下面两条赋值语句的行为截然不同,但它们都是合法的。第一条语句增加了pi指向的数据对象的值,而第二条语句增加了pi包含的地址的值。
int I,j,k;
int *pi = &I;
// I 加 2
*pi = *pi + 2;
// 加到pi 包含的地址上
pi = pi + 2;
指针可以让它的地址值增加或减少一个整数值。这类指针操作,被称为指针的算术运算(pointer arithmetic)。这种操作初看上去并不直观,我们总认为是数据对象的加法,而不是离散的十进制数值的加法。指针加2意味着指针持有的地址值增加了该类型两个对象的长度。例如,假设一个char是一个字节,一个int是4个字节,double是8个字节,那么指针加2是给其持有的地址值增加2、8、还是16,完全取决于指针的类型是char, int还是double.
实际上,只有指针指向数组元素时,我们才能保证较好地运用指针的算术运算。在前面的例子中,我们不能保证三个整数变量连续存储在内存中。因此,lp+2可能,也可能不产生一个有效的地址,这取决于在该位置上实际存储的是什么。指针算术运算的典型用法是遍历一个数组。例如:

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