C++ 侯捷 程序设计（Ⅱ）兼谈对象模型 笔记

Conversion function 转换函数

侯捷老师使用分数 Fraction举例，分数理应可以被看作是小数

提供了Fraction类对象一个转换为double的方法，当碰到需要转换为double的情况下，会调用该方法。

黄色的就是转换函数，没有return type，返回类型就是名称double这一类型。

分析  double d = 4 + f；

编译器会找是否有全局函数 operator + ，第一个参数是整数或浮点数（整数是浮点数），第二个参数是Fraction，若有这么个函数，就会走得通。

但示例代码中没有这么一个全局函数，故会去找有没有将fraction转换为double的转换函数。

non-explicit / explicit  -one-argument-ctor

Fraction f(3,5);
Fraction d2 = f + 4;

写的operator+ 代码作用左边f，传的参数是右边的4，但4是int型，而参数要求类型是Fraction，因为有绿色代码，会调用 non-explicit ctor 将4 转换为 Fraction (4,1), 然后调用operator+。可以看出这个non-explicit ctor可以把别的类型转换为该类型，与上一节转换函数把该类型转换为其它类型不同。 

当黄绿色代码并存时，

绿色可以把4转换为fraction，operator+也有，看起来可以执行d2 = f + 4

黄色会把f转换为double 0.6，相加得到4.6，4.6再转换为fraction，这也可以走得通。

但当多余一条路线可走时，编译器就不知道怎么走了，就会出现歧义ambiguous，发生报错。

（conversion function中的图不会报错，是因为做的事情并没有出现二义现象）

转换函数，ctor，operator重载，都会影响

explict(基本只有构造函数会用到，模板很细微的地方也会用到)

加上explicit后，就不会自动的将4转换为Fraction

Fraction f(3,5);
Fraction d2 = f + 4; //[error] conversion from 'double' to 'Fraction' requested

则 d2 = f + 4会报错,因为operator+要求右边是Fraction参数

pointer-like classes

关于智能指针

指针允许的动作，该类都要允许。

sp->method(),智能指针要满足这一动作，所以重载了操作符，返回了px，但sp-> 会被转换为px，这还差一个->符号呢。

->符号有个特殊行为，作用下去得到的结果会继续用->符号作用下去，也因此可行。

关于迭代器

迭代器也可以看作是一种智能指针，但他除了要处理*，->等符号，还要去处理++,--等运算符号

function-like classes

所谓仿函数

对()重载，就能做到仿函数，所做出来的对象可以接受()。

实际上仿函数都继承了某一类

仿函数继承的类（详细作用在标准库课程中讲）

namespace经验谈

取一个namespace命名空间，用来将自己定义的变量等包起来，以免与其它人写的变量名起到冲突。

Template 模板

class template 类模板

先用T来泛指类型，以后再来指定类型。

member template 成员模板

在模板里头，自己又是模板。可以认为外头模板的T1,T2可以变化，里头的U1,U2又可以变化  

图例可以拷贝，反之不可以，如图的pair的构造函数可以看出，允许使用U1，U2类型的pair来进行构造，但是要满足p的first(U1)，second(U2)要可以当作T1，T2.

specialization 模板特化

作为一个设计者，可能面对某些独特的类型，要做独特的设计。

如图上方的框内是泛化，指定任意类型都会使用上框中的代码。

但如果指定如下框中的char,int,long的类型，则会使用下框代码

写出代码

cout<< hash<long>()(1000);

hash<long>()表示是个临时的变量，因为是long类型，会用特化的代码，接着就是调用重载的()

partial specialization 模板偏特化 -- 个数的偏

2个typename，当T是bool时，进行特化，只有一个T进行特化，个数的偏

partial specialization 模板偏特化 -- 范围的偏

特化指针类型，范围的偏

template template parameter 模板模板参数

尖括号内 typename和class共通。也可以写template<class T>。

list确实是模板模板参数，Container会把T，也就是string放进去，这样list<string>好像也没问题，

但是实际上容器有第二模板参数，甚至有三，平时不写是因为有默认值。在这里虽然有默认值，但是仍然不行，想要解决可以用Lst这样来实现（C++2.0中的语法）。

SmartPtr有的只接受一个模板参数，因此有的可以，打×不是参数原因，是指针特性原因。

Sequence也是个模板（deque<T>）,为什么不是模板模板参数呢。

看用法中，第二个用法stack<int,list<int>> s2，第二个参数不再是模板了。

variadic templates（since C++11）数量不定的模板参数

...不是省略，是语法一部分

auto（since C++11）

auto要让编译器可以推理

ranged-base for（since C++11）

auto elem 是值传递，会把值copy到elem中，如果想要更改vec中的内容，用引用。

Reference

编译器对待r，当作指针实现，真实大小为指针大小，但逻辑上r就是x，所以sizeof(r) == sizeof(x)。（编译器制造的假象）

r不能重新代表其它物体，它就是x

const是函数签名的一部分

Object Model

前情提要C++ 组合 委托 继承 组合使用-CSDN博客

vptr和vtbl（虚指针和虚表）

图中可以看出，每个对象中存在一个虚指针，指向自己类的虚表（类对象共用一个虚表）

虚表中存放各虚函数的地址

子类同名虚函数会覆盖父类虚函数，覆盖虚表位置与父类相同

虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置

通过指针调用虚函数，编译器不能使用静态绑定（call(函数地址)），而是动态绑定，动过指针p找到vptr，再找到虚表中的对应函数地址。

如图，父类指针指向子类对象，调用同名虚函数draw()，会调用子类的虚函数draw()

符合动态绑定的条件

1.通过指针调用

2.指针向上转型（上行转换，保证安全）

3.调用虚函数

关于this

通过对象调用函数，对象的地址就是this

子类对象调用父类函数，父类中OnFileOpen函数执行到Serialize()时，会调用子类的Serialize函数

这是因为动态绑定，myDoc.OnFileOpen(),是子类myDoc调用，因此this是&myDoc，编译器会把所有调用函数的动作视为类似this->Serialize()的动作。this是指针，且调用OnFileOpen父类的函数符合向上转型，调用Serialize是虚函数，因此满足动态绑定的三个条件

关于Dynamic Binding 动态绑定

如图a.vfunc1()，是通过对象来调用函数，而不是指针，因此是静态绑定。

从call往前的几行汇编 用C表现是（*(p->vptr)[n]）(p);

即通过p指针找到vptr，再找到虚表中函数对应位置进行调用，传进去的p即为this pointer。

补充

const

const修饰函数一般是修饰成员函数。

成员函数的const 和 non-const 版本同时存在时

const object 只能调用const版本

non-const object 只能调用non-const版本

不同时存在时，non-const object可以调用const版本，但const object 只能调用 const版本

const是签名的一部分

如 string s = "hello world"

s[0] = 'p'; //更改了（s为非常量对象）

此时会调用返回是 reference的函数

重载 new  delete

全局重载

类内重载成员函数

重载示例

::new Foo这样的用法会使用全局的new，绕过自己的重载

new[] 和 delete[]

上图中一个Foo占用12个字节

有虚函数多4字节（虚指针）

下图中new Foo[5]，理论上应该是60字节，但却是64，

多4字节中存的值是5，表示有5个对象（存的是count），图中construct和destruct箭头表示构造和析构顺序

placement new/delete

Foo* pf = new(300,'c') Foo;

这里总共有3个参数，有一个size_t自动传入

placement delete不会被delete调用，只有当对应new的构造函数出现异常时调用

抛出异常却并没有调用对应的delete重载，为什么呢

侯捷测试老的编译器会调用，但新的不调用 。跟编译器有关。

basic_string 使用placement new（extra） 扩充申请量