C++八股大雜燴

开宝特攻發表於2024-06-16
C++

C++

1 語法&特性

返回值-NRV

有一條語句，A a = f()；其中 f（）是一個函式，函式里邊申請了一個 A 的物件 b，然後把物件 b 返回。在物件返回的時候，一般情況下要呼叫複製函式，把函式 f（）裡邊的區域性物件 b 複製到函式外部的物件 a。但

NRV：具名返回值最佳化(Named Return Value)簡單的說就是，如果用了 NRV 最佳化，那就不必要呼叫複製建構函式，編譯器可以這樣做，把 a 的地址傳遞進函式 f（），然後不讓 f（）申請要返回的物件 b 的空間，用 a 的地址來代替 b 的地址，這樣當要返回物件 b 的時候，就不必要複製了，因為 b 就是 a，省去了區域性變數 b，省去了複製的過程。

指標傳參

​ 指標作為引數傳遞，也是傳值，即複製一份指標。這同樣意味著你在函式中對指標的操作，並不會真正改變原指標。這裡要注意理解：不改變的，是指標指向哪裡，但是你卻可以透過這個指標，真實的改變原來指標指向的內容。

​ 如果你想修改一個值，你可以傳遞指向它的指標（或引用）。因此如果你想修改指標的值（即指標的指向），那麼你就要傳遞指向指標的指標（或指標的引用）。

​ 但是要注意，如果你修改了指標的指向，那麼原來指標的指向也會變，這就意味著，原來指標指向的那一塊記憶體區域可能無法引用了，那就會造成記憶體洩漏。

類

(1) 語法
  • 一些“關鍵字”：inline（外部函式變為內聯）、const（不修改）、default（）、explict（不隱式型別轉換）、virtual（虛擬函式、虛繼承）、static（類成員/靜態成員）、using（可以在基類中隱藏父類的 public 繼承來的東西）
  • 初始化列表：建構函式後以:開始，進行初始化。
    1. 靜態成員只能在類內定義，類外初始化，不能出現在初始化列表中（因為一個類只含有一份？）
    2. 基類的建構函式，也在初始化列表中呼叫D(int a, int b, int c) : B(a, b), _c(c)（如果基類沒有預設建構函式，那子類必須顯示呼叫）
    3. 初始化順序只看宣告順序（以及建構函式呼叫順序），與初始化列表出現順序無關。（注意區別，跟出現次序有關的是多繼承時，建構函式的呼叫順序）
    4. 子類只關心父類的初始化，不管再往上幾輩的事，爺爺類自有父類負責（虛基類除外：子類還要呼叫虛基類的建構函式來初始化虛基類子物件，每個低層次的類都要寫，但是實際上只有最派生類執行）【最派生類】：建立物件時所指定的類
  • 構造與解構函式
    1. 建構函式呼叫順序：虛基類 \(\Rarr\) 父類（按宣告左到右） \(\Rarr\)客人（類型別資料，按定義前到後）\(\Rarr\) 自己。析構順序與之相反
    2. 不管顯示還是隱式，基類總是要呼叫父類的建構函式，以及解構函式的。因此可以用子類的指標來析構父類，但父類的指標不會析構子類
  • 型別適應：當且僅當
  • 繼承不會繼承基類的構造和解構函式；
  • 虛繼承：虛繼承即讓某個類做出宣告，承諾願意共享它的基類。其中，這個被共享的基類就稱為虛基類。目的是解決菱形繼承問題\(\Rarr\)同名虛基類，在物件中只會產生一份虛基類子物件（全部父類加上子類，共享一個虛基類子物件）
(2) 記憶體佈局
  • 成員函式在程式碼區，不佔有物件的記憶體。成員函式中定義的區域性變數是“共享的”
  • 有虛擬函式的，物件首塊記憶體會存放一個指向虛表的指標。可以(void **)(*(void**)&obj)
  • 有繼承的，子類中先出現的是父類中的資料成員（基類子物件），然後緊跟著是自己的資料成員
  • 如果父類中有虛擬函式，子類也會有一個虛表，如果沒有重寫父類的虛擬函式，那虛表中專案就指向父類的虛擬函式，如果重寫了，那就指向子類的虛擬函式
(3) 常見問題
  1. 複製建構函式引數：
  2. 深淺複製：
  3. 虛建構函式與虛解構函式：

關鍵字和上下文關鍵字

// delete
void func(int)=delete;
// override, final
void f() override final;

類别範本與友元函式

參考這裡

// 模板類中宣告友元函式共有四種：
template <typename T>
class A{
public:
	friend void f1();			// 1.不需要模板引數的，非模板函式
	friend void f2(A<T>& a);	// 2.需要模板引數的，非模板函式
	friend void f3<T>(A<T>& a);	// 3.需要模板引數的，模板函式
	template <typename U>		// 4.需要模板引數且自帶引數的模板函式
	friend void f4(A<U>& a);
private:
	T v;
};

不要在類內宣告的是第二種，在類外定義的卻是第三種了。

智慧指標

Lambda 表示式

auto foo = [capture](parameters)->return_type {func_body}

  • [capture] 用來捕獲表示式外部的變數：

    2. [ = ] ：以值（複製）的方式捕獲所有外部變數，函式體內可以訪問，但是不能修改。

    3. [ & ] ：以引用的方式捕獲所有外部變數，函式體內可以訪問並修改（需要當心無效的引用）；

    4. [ var ] ：以值（複製）的方式捕獲某個外部變數，函式體可以訪問但不能修改。

    5. [ &var ] ：以引用的方式獲取某個外部變數，函式體可以訪問並修改

    6. [ this ] ：捕獲 this 指標，可以訪問類的成員變數和函式

    7. [ =，&var ] ：引用捕獲變數 var，其他外部變數使用值捕獲。

    8. [ &，var ] ：只捕獲變數 var，其他外部變數使用引用捕獲。

  • (parameters)：即自定義函式里面的引數，只能在表示式的封閉範圍內用

  • 返回值可以自動推斷

2 庫與函式速查

⭐getline()

  1. 有兩個 getline()函式，一個在<istream>裡面，透過（輸入流）成員呼叫的方式指出輸入流，一個在<string>裡面，為頂層函式，在引數列表中指出輸入流

  2. getline()實際讀取的為(n - 1)個字元，且會把終止符從流中刪除

  3. 讀到檔案尾返回eofbit

// # include<istream> // 注意是char*，同時要指出讀入的size
istream& getline (char* s, streamsize n, char delim );
// # include<string>
istream& getline (istream&  is, string& str, char delim);

⭐get()

  1. 與 getline()區別在於，讀到 delim 字元後，會中止並將其保留在流中，這就會被下一個使用者讀到

  2. 只有<istream>版本

// 依次為：single character (1)，c-string (2)，stream buffer (3)
int get(); istream& get (char& c);
istream& get (char* s, streamsize n, char delim);
istream& get (streambuf& sb, char delim);

正規表示式

<regex>庫是 C11 中新增的特性，下面給出一些使用的例子

regex：定義一個正規表示式類，如regex rx("^[0-9]");

match_result：

3 標準庫 STL

⭐黑馬 ⭐STL 底層資料結構總結

陣列

(1) vector

🌟vector 小指南（附帶一些新手錯誤）

  • vector 的大小。裡面似乎存放的只是幾個指標而已，start、fin 等。在使用umap時候發現的

string 類

⭐string 的常用操作

棧與佇列

(1) priority_queue

⭐cpp-reference ⭐cplusplus

template<
    typename T,	// 型別
    typename Container = std::vector<T>,
    typename Compare = std::less<typename Container::value_type>
> class priority_queue;

優先佇列的底層實現是二叉堆，插入時，讓使 Compare 返回 true 的元素下沉(sink)。

使用時容易模糊的就在於，Compare 怎麼定義（討論的是自定義型別，而非 POD）。一般的策略有：在型別中過載 < 運算子，則即可預設 compare，或定義仿函式

//(1) Comp預設，自定義型別中，過載或友元過載小於 < 運算子
struct ListNode {
    bool operator< (const ListNode&){}
    friend operator< (const ListNode&, const ListNode&){}
}
//(2) Comp為仿函式（即定義一個類Comp，然後過載它的括號運算子）
Class Comp{
    bool operator()(const T&, const T&){}}

常用的操作有push(), pop(), top(), empty()

集合 與 對映

(1) set

⭐cpp-reference ⭐[set 部落格總結](c++ stl 庫中的 set - 然終酒肆 - 部落格園 (cnblogs.com))

template<
    typename Key,
    typename Compare = std::less<Key>,
    typename Allocator = std::allocator<Key>
> class multiset;

注意四個版本：set, multiset, unordered_set, unordered_multiset

預設有序是升序，（只需使用 rbegin()和rend()就能的到逆序的）

常用操作：insert、find、count、clear、empty

(2) map

⭐map 用法詳解

預設按關鍵字升序，STL 中的有序均是升序，因此需要過載的只是小於號 \(<\)

連結串列

(1) list
template<
    typename T,
    typename Allocator = std::allocator<T>
> class list;

雙向連結串列

front、back、push_back、pop_front、insert、erase、remove_if、sort、unique、reverse

(2) forward_list

單項鍊表

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