C++标准语言day02

一、函数重载

    1、什么是函数重载

        在同一作用域下，函数名相同、参数列表(参数个数或类型)不同的函数构成重载关系

        函数重载与返回值类型、参数名无关

    2、C++是如何实现函数重载的

        通过g++ -S xxx.cpp 生成汇编代码得知，编译器会把函数的参数类型缩写后追加到函数名后面，

            也就是说编译时会给函数进行换名

    3、extern "C"

        因为C++编译器在编译函数调用语句时，会找换名后的函数调用,这样就无法调用到已经使用C编译成功的函数了

        使用 extern "C" 会让C++编译器按照C编译器的格式来翻译函数名,这样函数的声明与定义就匹配,

            就可以正确地调用C标准库、系统库函数

    4、重载和隐藏

        在同一作用域下，函数名相同、参数不同的函数构成重载关系

        在不同作用域(父子类)下的同名函数遵循名字隐藏原则

    5、参数的类型转换

        当调用函数时，编译器会优先调用类型最精确的函数，如果没有则会做一定程度的类型提升，而不是全部直接报错  

        但具体优先级与编译器有关，因此最优选择最准确的参数即可，否则容易产生函数调用的二义性  

二、默认形参

    1、什么是默认形参

        C++中可以给函数的参数设置默认值，当函数调用者提供了实参则使用实参，如果没有提供则使用默认值

    2、默认形参要靠右

        如果函数有多个参数，设置了默认形参，必须遵循从右往左依次设置，否则有二义性

    3、只能在函数声明处设置默认形参

        如果函数声明与定义分开实现，只能在函数声明时设置默认形参，否则语法错误

    4、默认形参可能会影响函数重载的效果

        如果对同名函数进行了重载，又设置了默认形参，则调用时可能会有冲突

        因此为重载过的函数设置默认形参时一定要小心

三、内联函数

    1、普通函数

        普通函数会被翻译成二进制指令存储在代码段中，调用语句会生成一句跳转指令，并让程序跳转到该函数所在代码段处运行

            运行结束再返回

    2、内联函数

        内联函数也会被翻译成二进制指令，调用语句不会生成跳转指令，而是直接把函数的二进制指令替换调用语句

            这样既没有跳转也没有返回，而是直接往下执行被调函数，这种函数称为内联函数

    3、显示内联和隐式内联

        显示内联：在函数的返回值前面加 inline, 则该函数就以内联机制调用

            但并不是所有编译器都支持内联机制,我们现在的g++ gcc都不支持

        隐式内联: 结构、联合、类中的成员函数会自动被当作内联函数处理

    4、内联函数的适用条件

        内联的优点：

            节约了函数跳转、返回、传参的时间，提高了代码的运行速度

        内联的缺点：

            当多处调用内联函数时，它的二进制指令会被拷贝多份，产生代码冗余，导致最终的可执行文件增大

        适用的条件：

            1、适合内容简单且一次调用多次执行的情况,因此不适合内容多且调用又少的函数

                因为这样节约的时间还弥补不了牺牲的内存

            2、带有递归属性的函数无法内联,编译器会自动屏蔽inline关键

    5、内联函数(inline)与宏函数(#define)的相同点和不同点？

    相同点：

        提高了代码的运行速度，使代码变得通用。

    不同点：

        1、内联函数是在编译时展开,而宏在预编译时展开；

            在编译的时候，内联函数直接把函数的二进制指令替换调用语句，而宏只是一个简单的文本替换。

        2、内联函数可以进行诸如类型安全检查、语句是否正确等编译功能,宏不具有这样的功能;宏不是函数,而inline是函数。

        3、宏在定义时要小心处理宏参数,一般用括号括起来，否则容易出现二义性。而内联函数不会出现二义性。

        4、inline有点类似于宏定义,但是它和宏定义不同的是,宏定义只是简单的文本替换,是在预编译阶段进行的。

            而inline的引入正是为了取消这种复杂的宏定义的。

四、引用

    什么是引用：引用是一种取别名的机制，

    为什么要使用指针：

        1、跨函数共享变量(输出型参数)时,引用可替代

        2、提高传参效率,引用可替代,且效率更高，引用不占字节

        3、配合字符串时,string可以替代

        4、配合堆内存使用,继续使用指针

    什么情况下适合引用：

        1、跨函数共享变量时,引用比指针安全(不存在空引用、极少出现野引用)、引用比指针更方便(不用取地址、不用解引用)

        2、提高传参效率,引用的传参效率比指针还高,因为指针还需要4\8字节用于存储内存地址,而引用一个字节都不需要

            但是引用与指针一样有着被修改的风险,因此为了安全需要加const保护一下

    重点：指针与引用的相同点和不同点：

        相同点：

            都可以跨函数共享变量、都可以提高函数传参效率、也都需要const保护

        不同点：

            1、引用是一种取别名的机制,指针是一种数据类型

            2、引用不需要额外的存储空间,而指针需要4\8字节内存用于存储内存地址编号

            3、引用不能更换指向目标,而指针可以更改指向

            4、引用必须初始化,而指针可以不初始化

            5、有空指针,但是有空引用

            6、指针可以配合堆内存使用,引用不可以

            7、可以定义指针数组,但不能定义引用数组(可以定义数组指针，也可以定义数组引用，可以定义函数指针，也可以定义函数引用)

    使用引用时需要主要的问题：

        1、引用必须初始化、不存在空的引用

        2、可以引用右值,但必须使用const修饰

        3、引用不可以修改目标

        4、函数返回引用类型的数据时,不要返回局部变量的引用        

五、强制类型转换

    C语言中强制类型转换还能在C++中继续使用,因此C++中新的强制类型转换有点鸡肋

    为什么C++要重新设计新的强制类型转换机制？

        因为C语言中的强制类型转换太危险了,没有任何限制

    为什么C++的强制类型转换设计的很复杂、使用麻烦？

        因为C++之父认为只有在程序设计不合理的时候，才需要进行强制类型转换，

            之所以设计复杂就是不想让程序员使用，从而反思、重新设计自己的代码

    1、静态类型转换        

        static_cast<目标类型>(原数据)

        目标类型与原数据类型之间必须有一个方向可以自动类型转换

    2、动态类型转换    

        dynamic_cast<目标类型>(原数据)

        目标类型与原数据类型之间必须存在继承关系，否则会出现错误

    3、去常类型转换

        const_cast<目标类型>(原数据)

        目标类型与原数据类型必须是指针或引用,并且除了是否带const属性区别之外,其他类型都必须相同，否则出错    

    4、重解释类型转换

        reinterpret_cast<目标类型>(原数据)

        只能是把整数数据转换成指针，或者把指针转换成整数，否则出错

六、面向对象与面向过程

    面向过程：

        关注的是如何解决问题、以及解决问题的步骤

    面向对象：

        抽象：先找出(想象出)能解决问题的"对象",分析该对象解决问题所需要的属性(成员变量)和行为(成员函数)

        封装：把抽象的结果封装成一个类(结构),并给的类的成员变量、成员函数设置相应的访问权限

                (public、protected\private)

        继承：

            1、在封装类之前先考虑现有的类是否能解决一部分问题,如果有则把现有的类继承过来，在此基础上进行扩展

                以此来节约解决问题的时间

            2、把一个复杂的问题分析拆解成若干个小问题,每个问题设计一个类去解决,

                最后把这些类通过继承合并到一个能够解决最终问题的类

        多态：发出一个指令、系统会根据实际情况执行不同相应的操作，这种特征称之为多态(统一命令多种形态)

                例如重载过的函数，当调用函数时，编译器会根据参数的类型调用对应的重载版本，这就是一种多态

                而且具体调用哪个版本如果在编译时就能确定下来，这种重载称为编译时多态

    特别注意：面向对象的行为细节依然是面向过程，因此面向对象只是从更高的维度去思考解决问题，而不是寻求解决问题的捷径

七、类和对象

    什么是类和对象？

        类是由程序员自己设计的一种数据类型，它里面包含了成员变量和成员函数两部分

        而对象是类的实例化，其实可以理解为使用类创建的变量

    类的设计和实例化：

        class 类型

        {

            成员变量；  //  类中成员默认属性是 private 私有

        public:

            成员函数；

        };

        实例化：

            方法1: 类名 类对象名;

            方法2: 类名* p = new 类型；

    类的声明、定义和实例化

        1、在头文件中声明类

            class 类型

            {

                成员变量；

            public:

                返回值 函数名(参数列表);

            };  //  分号也不能少

        2、在源文件中定义类

            返回值 类名::函数名(参数列表)

            {

                //  成员函数内可以直接使用成员变量 不用. ->

            }

            注意：如果类的内容不多，可以考虑在头文件中全部实现出来

        3、实例化

            方法1: 类名 类对象名;

            方法2: 类名* p = new 类型；

八、访问控制限定符

    private

        私有的，被它修饰的成员只能在类内访问，是类的默认访问属性

    public

        公开的，被修饰的成员可以在任何位置访问，一般把类的成员设置为公开的

    protected

        保护的，被它修饰的成员可以在类内和子类中访问，但是不能在类外访问

九、构造函数

    构造函数是类的同名函数，没有返回值，当实例化对象时它会自动执行，一般负责对类进行初始化、分配资源

    class 类名

    {

        int* p;

    public:

        类名(参数)

        {

            p = new int;

        }

    };

    1、构造函数必须是public 否则无法实例化对象

    2、构造函数可以重载,可以有多个版本

    3、带参数的构造函数的调用方法:

        类名 对象名(实参);

        类名* 对象指针 = new 类名(实参);

    4、默认情况下编译器会自动生成一个无参构造函数,该函数什么都不做，一旦显示地实现了构造函数，则编译器不生成该函数

        类名 对象名;    //  调用无参构造，如果没有无参构造，则报错

    5、也可以通过设置构造函数地默认形参达到无参构造地效果

    6、构造函数没有返回值

    7、不要使用malloc为类实例化对象分配内存,因为malloc不会调用构造函数

十、析构函数

    析构函数负责对类对象进行收尾工作，例如：释放类中的资源、保存数据等，当类对象销毁时会自动调用执行

    class 类名

    {

        int* p;

    public:

        类名(参数)  //  构造

        {

            p = new int;

        }

        ~类名()

        {

            delete p;

        }

    };

    1、析构函数也必须是public

    2、没有返回值、参数、不能重载

    3、当类对象生命周期完结、或者使用delete销毁对象时会自动调用析构函数

    4、如果没有显示地实现析构函数,编译器也会自动生成一个什么都不干的析构函数

    5、构造函数肯定会执行,但是析构函数不一定执行

    6、不要使用free来销毁对象,因为不会执行析构函数

十一、初始化列表

    初始化列表是构造函数的一种特殊语法，只能在构造函数中使用

    class 类名

    {

    public:

        类名(参数):成员名1(初始化数据),成员名2(初始化数据)...

        {

            //  构造函数

        }

    }

    1、类的成员变量在老编译标准中不可以设置初始值,而且在构造函数执行之前成员变量已经定义完毕，

        因此const属性的成员变量无法在构造函数内正常赋值初始化(新标准中可以直接设置初始值，但是也只能给常量，功能有限)

    2、初始化列表先于构造函数执行的,初始化列表执行时类对象还没有构造完成,

        因此他是唯一(老标准)一种能给const属性成员变量赋值的方法

    3、当参数名与成员名相同,初始化列表可以自动分辨成员名和参数名

    4、当类中有类类型成员时,该成员的有参构造函数也可以在初始化列表中被执行

作业：

    1、使用C++语法实现通讯录

    2、使用C++语法写个五子棋

    3、使用C++语法实现封装NetWork