C++ Primer 0x02 学习笔记

Posted 2022-01-30 鱼竿钓鱼干

📔 C++ Primer 0x02 学习笔记

第 2 章 变量和基本类型

2.1 基本内置类型

2.1.1 算术类型

• 基本内置类型：算术类型和空类型
• 算术类型：字符、整型数、布尔值、浮点数
• 除了布尔型和扩展字符型，其他整形可以划分为有符号类型和无符号类型
• char类型可能带符号，可能不带符号
• 无符号类型所有比特位用来存值，有符号类型没有规定怎么存，但应当平衡
• 浮点一般选double,精度比float高，运算代价比long double少，性价比最好

2.1.2 类型转换

• 整数类型给浮点类型，小数部分为0,如果整数空间超过浮点类型容量，可能会有精度损失
• 无符号类型表示超范围的数自动取模，模空间大小
• 带符号类型表示超范围数，结果为定义
• 不要混用有符号类型和无符号类型，有符号类型会转成无符号类型

2.1.3 字面值常量

• 整型字面值，0开头为八进制，0x开头为十六进制
• 十进制整形字面值默认是带符号数，类型是能容纳其大小的最小的类型，short没有对应字面值
• 负号实际不在字面值里
• 浮点数字面值表现为一个小数或科学计数法，默认double类型
• 单引号是字符字面值，双引号是字符串字面值
• 如果两个字符串字面值位置紧邻且中间只有换行符、空格、缩进，那么他们是整体
• 字符串字面值实际上是常量字符构成的数字，末尾会加上空字符(’\\0’)
• 两类字符不能直接打印：不可打印字符、转移序列
• 可以通过前后缀指定字面值类型，长整型一般用L防止l和1混淆
• 布尔型字面值 true、false,指针型字面值 nullptr
• long long c++11

2.2 变量

2.2.1 变量定义

• 变量的基本形式：类型说明符 + 变量名
• 初始化不是赋值，初始化的含义是创建变量时赋予一个新值，而赋值的含义是把对象当前的值擦除，用一个新的值代替
• 列表初始化用,如果存在丢失信息的危险，编译器会拒绝初始化请求
• 定义变量没有给初始值，那么就会被默认初始化，初始化的值取决于变量类型
• 内置变量类型如果在函数内部则不被初始化，他的值未定义；如果在所有函数外部，那么初始化为0

2.2.2 变量声明和定义的关系

• C++支持分离式编译
• 声明使得名字为程序所知，定义负责创建与名字相关联的实体
• 如果要声明一个变量而不是定义，那就加上extern并且不要显式地初始化
• 任何包含显式初始化的声明会变成定义
• 函数内部初始化一个extern会报错
• 变量只能被定义一次，但可以声明多次
• C++是一种静态类型语言，编译过程中会进行类型检查

2.2.3 标识符

• C++ 标识符 (identifier) 由字母、数字、下划线组成，必须以字母或下划线开头，大小写敏感
• 关键字保留字不能作为标识符
• 变量命名规范
  • 标识符体现具体含义
  • 变量名一般小写
  • 自定义类名一般大写字母开头
  • 如果标识符由多个单词组成，单词之间应该有明显区分

2.2.4 名字的作用域

• 作用域，一般用花括号分割
• 全局作用域
• 块作用域
• 嵌套作用域：内层作用域，外层所用域，注意覆盖问题

2.3 复合类型

2.3.1 引用

• 引用 (reference) 给对象起了另一个名字,但他不是对象
• 定义引用的时候必须初始化，并且引用和初始值绑定 (bind) 在一起，而不是拷贝给引用
• 无法令引用重新绑定到另一个对象
• 引用不是一个对象，无法定义引用的引用
• 定义多个引用的时候每个引用标识符都要以&开头
• 引用类型必须和对象类型严格匹配，不能和字面值或某个表达式的计算结果绑定(常量引用除外，见2.4节 const 限定符)
• 引用能干什么取决于绑定的对象能干什么

2.3.2 指针

• 指针本身是对象，允许对指针赋值和拷贝，可以先后指向几个不同的对象
• 指针无需在定义时赋值，如果没有初始化那就是个不确定的值
• 定义多个指针，每个前面都要以*开头
• 指针存放某个对象的地址，要想获取地址就要使用取地址符&
• 指针类型要和指针对象严格匹配（有两个特例）
• 指针值应该属于下面四种状态之一
  • 指向一个对象
  • 指向紧邻对象所占空间的下一个位置
  • 空指针
    • nullptr
    • 0，要字面常量，不能是等于0的变量
    • NULL 在cstdlib中被定义为0 (预处理变量不属于命名空间，直接用)
  • 无效指针
• 利用解引用符* 访问对象，解引用操作只适合指向了某个对象的有效指针
• 指针相等3种可能
  • 都为空
  • 指向同一个对象
  • 指向同一个对象的下一地址
• void* 指针
  • 可以存放任意对象的地址
  • 不能直接操作void* 指针所指的对象
  • 可以和其他函数作比较，赋给另一个 void* 指针，作为函数的输入输出
  • void* 视角看内存空间也就只是内存空间，没法访问内存空间中所存的对象

2.3.3 理解复合类型的声明

• 变量的定义：基本数据类型+一组声明符，类型修饰符如：指针、引用等只是声明符的一部分罢了
• 指向指针的指针要两次解引用
• 引用本身不是对象，因此没有指向引用的指针；但是指针有对象，存在指向指针的引用
• 面对一条比较复杂的指针或引用的声明语句时，从右向左阅读有助于弄清含义，离变量名最近的符号对变量名有着最直接的影响。

2.4 const 限定符

• const 对象一旦创建后值不能改变， const 对象必须初始化
• cons t对象被其他对象初始化，它们是不是 const 没关系。牢记初始化和赋值的区别，赋值是擦除旧值，赋予新值，有改变值的含义。
• 默认状态下，const 对象只在文件内有效，因此如果要多文件共享就要在 const 前加 extern

2.4.1 const的引用

• 引用绑定到 const 对象上称为对常量的引用 (reference to const)，常量引用只是它的简称。实际上不存在常量引用，因为引用不是对象，不能用 const 让它的值不变
• 对常量的引用不能被用作修改它绑定的对象
• 不能用一个非常量引用指向一个常量对象
• 初始化常量引用的时候允许用任意表达式作为初始值，只要能转换成引用的类型即可（中间会产生一个临时量）
• const 的引用可能引用一个非 const 的对象，这样的话只是限定了通过引用改变对象的值，但是可以通过其他途径去改变

2.4.2 指针和 const

• 区分指向常量的指针 (pointer to const) 和 const 指针 (const pointer)
• 指向常量的指针不能用于改变其所指对象的值，存放常量地址的值只能用指向常量的指针
• 指向常量的指针可以指向非常量
• const 指针 必须初始化

2.4.3 顶层const

• 顶层 const 表示 指针本身是个常量，底层 const 表示 指针指向的对象是常量
• 当执行对象的拷贝操作的时候，两个对象必须有相同的底层 const 资格，或者两个对象的数据类型可以相互转换，一般来说非常量可以转为常量，反之不可以
• 常量表达式在编译过程中就能得到计算结果，用常量表达式初始化的 const 对象 也是常量表达式
• 如果认定变量是一个常量表达式，那就把他声明成 constexper,这样编译器会去严重变量的值是否是一个常量表达式

2.4.4 constexpr 和 常量表达式

• 字面值类型：算术类型、引用、指针
• constexper 指针的初始值必须是 nullptr 或 0,或是存在某个固定地址中的对象（函数体内无固定地址，所有函数外固定）
• constexper 声明中定义了指针，你们那么 constexper 只对指针有效，与指针所指对象无关
• constexpr 指针既可以指向常量也可指向非常量

2.5 处理类型

2.5.1 类型别名

• 关键字 typedef 和 using 别名声明
• 如果类型别名指代复合类型，要谨慎写，不要直接当作define去替换，要把别名当作一个整体来看待

2.5.2 auto 类型说明符

• auto 让编译器通过初始值来推断类型，因此 auto 定义的变量必须有初始值
• 使用 auto 在一条语句里声明多个变量，他们的基本类型（&和*只是声明符的一部分，而不属于基本类型）要相同。
• 当引用被作为初始值的时候，编译器以引用对象的类型作为 auto 的类型，如果要推断为引用的话需要明确指出
• auto 一般会忽略 顶层 const，如果不想忽略那么要明确指出

2.5.3 decltype 类型指示符

• decltype 选择并返回操作数的数据类型
• 如果 decltype 使用的表达式是一个变量，那么返回变量类型（包括顶层const和引用）
• 如果 decltype 使用的表达式不是变量，那么返回表达式结果的类型
• 引用和对象是同义词，不过在 decltype 这我们特殊区分
• 如果 decltype 使用的表达式是解引用操作，那么返回得到引用类型
• 对于 decltype 而言，变量加不加括号是不一样的，decltype((variable)) 返回永远是引用，decltype(variable) 只有当variable 本身是引用的时候才返回引用

2.6 自定义数据类型

• 类内部定义的名字必须唯一，但是可以与类外部定义的名字重复
• 类体右侧表示结束的花括号必须写一个分号，因为类体后面可以紧跟变量名
• 每个对象有自己的一份数据成员的拷贝，修改一个对象的数据成员不会影响其他对象
• 头文件一旦改变，相关的源文件必须重新编译获取更效过的声明
• 类通常被定义在头文件当中，而且类所在头文件名字应该与类名字一样
• 确保多文件多次包含仍能安全工作的技术是预
• 预处理器(preprocessor)，由C语言继承过来
• C++ 还经常用到头文件保护符(header guard)
• 预处理变量无视C++中关于作用域的规则