const
作用
- 修饰变量,说明该变量不可以被改变;
- 修饰指针,分为指向常量的指针(pointer to const)和自身是常量的指针(常量指针,const pointer);
- 修饰引用,指向常量的引用(reference to const),用于形参类型,即避免了拷贝,又避免了函数对值的修改;
- 修饰成员函数,说明该成员函数内不能修改成员变量。
const的指针与引用
- 指针
- 指向常量的指针
- 自身是常量的指针
- 引用
- 指向常量的引用
(为了方便记忆可以想成)被 const 修饰(在 const 后面)的值不可改变,如下文使用例子中的 p2、p3
使用
1 | // 类 |
static
作用
- 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。
- 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,为了防止与他人命名空间里的函数重名,可以将函数定位为 static。
- 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。
- 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
。
this指针
- this 指针是一个隐含于每一个
非静态成员函数
中的特殊指针。它指向调用该成员函数的那个对象。 - 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,都隐式使用 this 指针。
- 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。
- 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); - this 并不是一个常规变量,而是个右值,所以
不能取得 this 的地址(不能 &this)
。 - 在以下场景中,经常需要显式引用 this 指针:
- 为实现对象的链式引用;
- 为避免对同一对象进行赋值操作;
- 在实现一些数据结构时,如 list。
inline 内联函数
特征
- 相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处;
- 相当于不用执行进入函数的步骤,直接执行函数体;
- 相当于宏,却
比宏多了类型检查
,真正具有函数特性; - 编译器一般
不内联包含循环、递归、switch 等复杂操作
的内联函数; - 在类声明中定义的函数,
除了虚函数的其他函数
都会自动隐式地当成内联函数。使用
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19// 声明1(加 inline,建议使用)
inline int functionName(int first, int second,...);
// 声明2(不加 inline)
int functionName(int first, int second,...);
// 定义
inline int functionName(int first, int second,...) {/****/};
// 类内定义,隐式内联
class A {
int doA() { return 0; } // 隐式内联
}
// 类外定义,需要显式内联
class A {
int doA();
}
inline int A::doA() { return 0; } // 需要显式内联
编译器对 inline 函数的处理步骤
- 将 inline 函数体复制到 inline 函数调用点处;
- 为所用 inline 函数中的局部变量分配内存空间;
- 将 inline 函数的的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中;
- 如果 inline 函数有多个返回点,将其转变为 inline 函数代码块末尾的分支(使用 GOTO)。
优缺点
优点
- 内联函数
同宏函数一样将在被调用处进行代码展开
,省去了参数压栈、栈帧开辟与回收,结果返回等,从而提高程序运行速度
。 - 内联函数相比宏函数来说,在代码展开时,会做
安全检查或自动类型转换(同普通函数)
,而宏定义则不会。 - 在类中声明同时定义的成员函数,自动转化为内联函数,因此内联函数
可以访问类的成员变量
,宏定义则不能。 - 内联函数
在运行时可调试
,而宏定义不可以。缺点
代码膨胀
。内联是以代码膨胀(复制)为代价,消除函数调用带来的开销。如果执行函数体内代码的时间,相比于函数调用的开销较大,那么效率的收获会很少。另一方面,每一处内联函数的调用都要复制代码,将使程序的总代码量增大,消耗更多的内存空间。内联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。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,最终决定权在于编译器。虚函数(virtual)可以是内联函数(inline)吗?
- 虚函数可以是内联函数,内联是可以修饰虚函数的,但是当虚函数表现多态性的时候不能内联。
内联是在编译期间编译器内联,而虚函数的多态性在运行期
,编译器无法知道运行期调用哪个代码,因此虚函数表现为多态性时(运行期)不可以内联。- inline virtual 唯一可以内联的时候是:编译器知道所调用的对象是哪个类(如 Base::who()),这只有在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才会发生。
- 例子:虚函数内联使用
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using namespace std;
class Base
{
public:
inline virtual void who()
{
cout << "I am Base\n";
}
virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base
{
public:
inline void who() // 不写inline时隐式内联
{
cout << "I am Derived\n";
}
};
int main()
{
// 此处的虚函数 who(),是通过类(Base)的具体对象(b)来调用的,编译期间就能确定了,所以它可以是内联的,但最终是否内联取决于编译器。
Base b;
b.who();
// 此处的虚函数是通过指针调用的,呈现多态性,需要在运行时期间才能确定,所以不能为内联。
Base *ptr = new Derived();
ptr->who();
// 因为Base有虚析构函数(virtual ~Base() {}),所以 delete 时,会先调用派生类(Derived)析构函数,再调用基类(Base)析构函数,防止内存泄漏。
delete ptr;
ptr = nullptr;
system("pause");
return 0;
}
volatile
1 | volatile i = 10; |
像上面的例子,没有volatile关键字,release版本的编译器会作优化,跳过前面的赋值。但如果有volatile关键字,则编译器每句都会执行。
- volatile 关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素(操作系统、硬件、其它线程等)更改。所以使用 volatile 告诉编译器不应对这样的对象进行优化。
- volatile 关键字声明的变量,每次访问时都必须从内存中取出值(没有被 volatile 修饰的变量,可能由于编译器的优化,从 CPU 寄存器中取值)
- const 可以是 volatile (如只读的状态寄存器)
- 指针可以是 volatile
assert()
断言,是宏,而非函数。assert 宏的原型定义在 <assert.h>(C)、<cassert>(C++)中,其作用是如果它的条件返回错误,则终止程序执行。assert只在DEBUG生效。可以通过定义 NDEBUG 来关闭 assert,但是需要在源代码的开头,include <assert.h> 之前。
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sizeof()
sizeof()是关键字,而不是函数!
- sizeof 对数组,得到整个数组所占空间大小()。
- sizeof 对指针,得到指针本身所占空间大小。
#pragma pack(n)
设定结构体、联合以及类成员变量以 n 字节方式对齐
#pragma pack(n) 使用
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extern “C”
- 被 extern 限定的函数或变量是 extern 类型的
- 被 extern “C” 修饰的变量和函数是按照 C 语言方式编译和链接的
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。
extern “C” 使用
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struct和class
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。
区别
- 默认访问权限不同:struct是public的,class是private的
- 默认继承权限不同:struct是public的,class是private的