C++深入学习笔记

大学期间听过CPP的课,之后就没怎么写过,顶多是有需要的时候看看别人的代码,这里简单做点记录。

计划系统性的补补:

  • C++标准库、STL
  • 设计模式
  • Boost之类的常见库

(Working…)

语言层面

对cpp的评价已经问题讨论串

使用 C++ 的程序员不断的强调复用性,却不断的需要重写代码。如果一段代码可以不被重写,那多半是因为对重写工程量的妥协。是的,其实我们可以用 C++ 的各种特性写出更好,更漂亮,更高效的代码。两年前的框架不那么完美,不是 C++ 语言的错,是两年前的我能力有限的缘故。但是因为需要改写的是设计框架,这意味着我们必须跟着变更已经完成的功能模块,或是加上桥接层。
https://blog.codingnow.com/2007/09/c_vs_cplusplus.html

类继承中,通过基类指针delete释放,是否会造成内存泄漏
https://blog.csdn.net/yangguihao/article/details/49507803
坛友们,这段代码会内存泄露?
https://bbs.csdn.net/topics/370070232
低质量讨论串,LZ自己似乎对问题也理解不透彻,56楼有故事看,从这讨论就能看出,很多cpp程序员水平不够,即使只是开发业务逻辑也很容易埋坑

enum

同样的enum

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enum SKItemStatus {
SKItemStatusSendPending = 0,
SKItemStatusRecvPending,
};

c里引用

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enum SKItemStatus test = SKItemStatusSendPending; 
test++; //可以这么做

cpp里引用

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SKItemStatus test;
test++; //不能这么做,会编译报错

lambda表达式

这里有一篇说得很清晰易懂:
https://www.devbean.net/2012/05/cpp11-lambda/
by 豆子(CC BY-ND 3.0)

整篇直接转过来防失效:

或许,Lambda 表达式算得上是 C++ 11 新增特性中最激动人心的一个。这个全新的特性听起来很深奥,但却是很多其他语言早已提供(比如 C#)或者即将提供(比如 Java)的。简而言之,Lambda 表达式就是用于创建匿名函数的。GCC 4.5.x 和 Microsoft Visual Studio 早已提供了对 lambda 表达式的支持。在 GCC 4.7 中,默认是不开启 C++ 11 特性的,需要添加 -std=c++11 编译参数。而 VS2010 则默认开启。

为什么说 lambda 表达式如此激动人心呢?举一个例子。标准 C++ 库中有一个常用算法的库,其中提供了很多算法函数,比如 sort() 和 find()。这些函数通常需要提供一个“谓词函数 predicate function”。所谓谓词函数,就是进行一个操作用的临时函数。比如 find() 需要一个谓词,用于查找元素满足的条件;能够满足谓词函数的元素才会被查找出来。这样的谓词函数,使用临时的匿名函数,既可以减少函数数量,又会让代码变得清晰易读。

下面来看一个例子:

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#include <algorithm>
#include <cmath>

void abssort(float *x, unsigned N)
{
std::sort(x,
x + N,
[](float a, float b) { return std::abs(a) < std::abs(b); });
}

从上面的例子来看,尽管支持 lambda 表达式,但 C++ 的语法看起来却很“神奇”。lambda 表达式使用一对方括号作为开始的标识,类似于声明一个函数,只不过这个函数没有名字,也就是一个匿名函数。这个匿名函数接受两个参数,a和b;其返回值是一个 bool 类型的值,注意,返回值是自动推断的,不需要显式声明,不过这是有条件的!条件就是,lambda 表达式的语句只有一个 return。函数的作用是比较 a、b 的绝对值的大小。然后,在此例中,这个 lambda 表达式作为一个闭包被传递给 std::sort() 函数。

下面,我们来详细解释下这个神奇的语法到底代表着什么。

我们从另外一个例子开始:

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std::cout << [](float f) { return std::abs(f); } (-3.5);

输出值是什么?3.5!注意,这是一个函数对象(由 lambda 表达式生成),其实参是 -3.5,返回值是参数的绝对值。lambda 表达式的返回值类型是语言自动推断的,因为std::abs()的返回值就是 float。注意,前面我们也提到了,只有当 lambda 表达式中的语句“足够简单”,才能自动推断返回值类型。

C++ 11 的这种语法,其实就是匿名函数声明之后马上调用(否则的话,如果这个匿名函数既不调用,又不作为闭包传递给其它函数,那么这个匿名函数就没有什么用处)。如果你觉得奇怪,那么来看看 JavaScript 的这种写法:

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function() {} ();

function(a) {} (-3.5);

C++ 11 的写法完全类似 JavaScript 的语法。

如果我不想让 lambda 表达式自动推断类型,或者是 lambda 表达式的内容很复杂,不能自动推断怎么办?比如,std::abs(float)的返回值是 float,我想把它强制转型为 int。那么,此时,我们就必须显式指定 lambda 表达式返回值的类型:

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std::cout << [](float f) -> int { return std::abs(f); } (-3.5);

这个语句与前面的不同之处在于,lambda 表达式的返回时不是 float 而是 int。也就是说,上面语句的输出值是 3。返回值类型的概念同普通的函数返回值类型是完全一样的。

当我们想引用一个 lambda 表达式时,我们可以使用auto关键字,例如:

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auto lambda = [] () -> int { return val * 100; };

auto关键字实际会将 lambda 表达式转换成一种类似于std::function的内部类型(但并不是std::function类型,虽然与std::function“兼容”)。所以,我们也可以这么写:

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std::function<int()> lambda = [] () -> int { return val * 100; };

如果你对std::function这种写法感到很神奇,可以查看 C++ 11 的有关std::function的用法。简单来说,std::function就是一个可调用对象模板类,代表一个可调用对象,接受 0 个参数,返回值是int。所以,当我们需要一个接受一个double作为参数,返回int的对象时,就可以写作:std::function

引入 lambda 表达式的前导符是一对方括号,称为 lambda 引入符(lambda-introducer)。lambda 引入符是有其自己的作用的,不仅仅是表明一个 lambda 表达式的开始那么简单。lambda 表达式可以使用与其相同范围 scope 内的变量。这个引入符的作用就是表明,其后的 lambda 表达式以何种方式使用(正式的术语是“捕获”)这些变量(这些变量能够在 lambda 表达式中被捕获,其实就是构成了一个闭包)。目前为止,我们看到的仅仅是一个空的方括号,其实,这个引入符是相当灵活的。例如:

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float f0 = 1.0;
std::cout << [=](float f) { return f0 + std::abs(f); } (-3.5);

其输出值是 4.5。[=] 意味着,lambda 表达式以传值的形式捕获同范围内的变量。另外一个例子:

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float f0 = 1.0;
std::cout << [&](float f) { return f0 += std::abs(f); } (-3.5);
std::cout << '\n' << f0 << '\n';

输出值是 4.5 和 4.5。[&] 表明,lambda 表达式以传引用的方式捕获外部变量。那么,下一个例子:

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float f0 = 1.0;
std::cout << [=](float f) mutable { return f0 += std::abs(f); } (-3.5);
std::cout << '\n' << f0 << '\n';

这个例子很有趣。首先,[=]意味着,lambda 表达式以传值的形式捕获外部变量。C++ 11 标准说,如果以传值的形式捕获外部变量,那么,lambda 体不允许修改外部变量,对 f0 的任何修改都会引发编译错误。但是,注意,我们在 lambda 表达式前声明了mutable关键字,这就允许了 lambda 表达式体修改 f0 的值。因此,我们的例子本应报错,但是由于有 mutable 关键字,则不会报错。那么,你会觉得输出值是什么呢?答案是,4.5 和 1.0。为什么 f0 还是 1.0?因为我们是传值的,虽然在 lambda 表达式中对 f0 有了修改,但由于是传值的,外部的 f0 依然不会被修改。

上面的例子是,所有的变量要么传值,要么传引用。那么,是不是有混合机制呢?当然也有!比如下面的例子:

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float f0 = 1.0f;
float f1 = 10.0f;
std::cout << [=, &f0](float a) { return f0 += f1 + std::abs(a); } (-3.5);
std::cout << '\n' << f0 << '\n';

这个例子的输出是 14.5 和 14.5。在这个例子中,f0 通过引用被捕获,而其它变量,比如 f1 则是通过值被捕获。

下面我们来总结下所有出现的 lambda 引入符:

[] // 不捕获任何外部变量
[=] // 以值的形式捕获所有外部变量
[&] // 以引用形式捕获所有外部变量
[x, &y] // x 以传值形式捕获,y 以引用形式捕获
[=, &z]// z 以引用形式捕获,其余变量以传值形式捕获
[&, x] // x 以值的形式捕获,其余变量以引用形式捕获
另外有一点需要注意。对于[=]或[&]的形式,lambda 表达式可以直接使用 this 指针。但是,对于[]的形式,如果要使用 this 指针,必须显式传入:

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[this]() { this->someFunc(); }();

至此,我们已经大致了解了 C++ 11 提供的 lambda 表达式的概念。建议通过结合 lambda 表达式与std::sort()或std::for_each()这样的标准函数来尝试使用一下吧!

设计模式

参考资料:

简单工厂

一个函数(类),根据用户需求构建产品,返回对象。

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Product* Factory::createProduct(string proname)
{
if ( "A" == proname )
{
return new ConcreteProductA();
}
else if("B" == proname)
{
return new ConcreteProductB();
}
return NULL;
}

工厂方法

factory类为抽象类,每新建一个产品,都需要添加对应的factory子类构建对应产品。

“图说设计模式”中提到一个日志记录器的例子:使用者并不用关心自己调用的是个数据库log或是文件log,通过这个创建模式就能让Factory的子类返回正确的log对象。

抽象工厂

以上两种工厂都只适用于同类产品的构建:比如“食品工厂”可以返回牛排、柠檬水,但我现在需要个“外卖打包工厂”,能为牛排配上刀叉、为柠檬水配上吸管,这时候就需要抽象工厂。

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class 外卖打包工厂
{
virtual 食品 获取食品();
virtual 餐具 获取餐具();
}

class 牛排打包工厂 : 外卖打包工厂
{

}

class 柠檬水打包工厂 : 外卖打包工厂
{

}

有了“外卖打包工厂”,调用者无需关心什么配什么,只管调用抽象接口。

建造者

角色:

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Builder:抽象建造者
ConcreteBuilder:具体建造者
Director:指挥者
Product:多个产品角色

具体建造者实现了一系列构建产品的步骤:

C++标准库

STL

Boost

杂物堆

不允许建立栈上对象

参考

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class A  
{
protected:
A(){}
~A(){}
public:
static A* create(){return new A();}
void destory(){delete this;}
};

不允许建立自由存储区上的对象

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class A  
{
private:
void* operator new(size_t t){}
void operator delete(void* ptr){}
public:
A(){}
~A(){}
};