九十九、auto
99.1 概念
- C++11引入了自动类型推导，和Python不一样，C++中的自动类型推导，需要auto关键字来引导
- 比如 ：auto a = 1.2; 会被编译器自动识别为 a 为 double 类型
99.2 作用
- auto修饰变量，可以自动推导变量的数据类型。
99.3 注意
- auto修饰变量时，必须初始化
- auto的右值，可以是右值，可以是表达式，可以函数的返回值
- auto不能修饰函数的形参
- auto不能修饰数组
- auto不能修饰非静态数据成员
99.4 用途
- auto一般修饰数据类型比较冗长的类型
- auto还可以用于依赖函数模板的模板参数
- auto还可以修饰lambda表达式
例如 :
#include <iostream>
using namespace std;
int fun(int a, char b, float c, int *d, char *e, bool f,int g)
{
return 1+2;
}
int main()
{
//定义一个函数指针，指向该函数
int (*p)(int , char , float , int *, char *, bool ,int ) = fun;
//auto修饰指针
auto p2 = fun;
return 0;
}
#include <iostream>
using namespace std;
int fun(int a, char b, float c, int *d, char *e, bool f,int g)
{
return 1+2;
}
//创建一个函数模板
template <typename T>
int fun2(T a)
{
auto b = a;
cout << typeid (b).name() << endl;
}
int main()
{
//定义一个函数指针，指向该函数
int (*p)(int , char , float , int *, char *, bool ,int ) = fun;
//auto修饰指针
auto p2 = fun;
fun2(12);
fun2('2');
return 0;
}
一百、lambda表达式
100.1 作用
-
当需要一个匿名的、临时的，可以捕获外界变量的函数时，可以用lambda表达式完成。
-
一般用在函数的实参
100.2 格式
[](){} //lambda表达式
[捕获外界变量的方式](函数的形参列表)->return type{函数体内容}
[] :捕获外界变量的方式
1.[变量1,变量2] :值捕获，外界的变量和函数体内部捕获到的变量的值相同，
但地址不同，表示不同的变量，不可以对该变量进行修改操作，
如果想在函数体内修该变量的值，可以加上mutable
2.[=] :值捕获，对外界所有的变量进行值捕获
3.[&变量1, &变量2] :引用捕获（地址捕获），外界的变量和函数体内部捕获到的变量的值相同，
地址也相同，是同一个变量，可以对变量修改操作，可以不用mutable
4.[&] :引用捕获，对外界所有的变量进行引用捕获
5.[=,&变量1, &变量2] :
6.[变量1,变量2,&] :
() :函数的形参列表
-> 函数的返回类型
示例 ：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 100, b =200, c = 300;
cout << a << " main " << &a << endl;
//auto fun = [a,b]()mutable{
//auto fun = [=]()mutable{
//auto fun = [&a,&b](){
auto fun = [&](string name = "hello")->int{
cout << a << " fun " << &a << endl;
a = 200;
cout << a << " fun " << &a << endl;
cout << c << endl;
//return name; 指定返回类型，就不可以随意返回类型
};
cout << a << " main " << &a << endl;
cout << fun("hello kitty") << endl;
cout << a << " main " << &a << endl;
return 0;
}
一百零一、C++中的数据类型转换
101.1 概念
- C++中存在多种数据类型的转换方式，用于在不同的数据类型之间进行转换。
101.2 种类
以下是常见的数据类型转换方式：
- 隐式类型转换（自动类型转换）：
这是C++编译器自动执行的类型转换，通常在表达式中出现时发生。
例如，将较小的整数转换为较大的整数类型，将整数提升为浮点数等。int num_int = 10; double num_double = num_int; // 隐式将int转换为double - 显示类型转换（强制类型转换）
通过使用强制类型转换操作符来显示执行类型转换。
这种转换可能会导致数据的截断或者精度丢失，因此要小心使用。- 静态转换（static_cast）：
用于基本数据类型之间的转换
以及父类指针/引用转换为子类指针/引用
还可以用于不同类型的指针之间的转换double num_double = 3.14; int num_int = static_cast<int>(num_double); // 显式将double转换为int - 动态转换（dynamic_cast）：
通常用于多态类之间的指针或引用类型转换，确保类型安全。
在运行时进行类型检查，只能用于具有虚函数的类之间的转换class Base { virtual void foo() {} }; class Derived : public Base {}; Base* base_ptr = new Derived; Derived* derived_ptr = dynamic_cast<Derived*>(base_ptr); // 显式将基类指针转换为派生类指针 - 常量转换（const_cast）：
用于添加或移除指针或引用的常量性。它可以用来去除const限定符，但要注意潜在的未定义行为const int a =10; // int *p; p = &a; // 合不合法？ noconst int num_const = 5; int* num_ptr = const_cast<int*>(&num_const); // 去除const限定符 - 重新解释转换（reinterpret_cast）：
执行低级别的位模式转换，通常用于指针之间的类型转换。
它可能导致未定义行为，因此要谨慎使用int num = 42; float* float_ptr = reinterpret_cast<float*>(&num); // 重新解释转换
- 静态转换（static_cast）：
- C风格类型转换 ： 与C语言中的类型转换方式类似，包括以下几种：
- c样式转换：
使用强制类型转换 操作符进行转换，类似与C语言中的类型转换int num_int = 10; double num_double = (double)num_int; // C样式强制类型转换 - 函数样式转换（函数式转换）：
使用C++中的类型转换函数进行转换int num_int = 10; double num_double = double(num_int); // C++函数样式类型转换
- c样式转换：
101.3 注意
需要注意的是，尽管C++提供了多种类型转换方式，
但应该谨慎使用，以避免潜在的错误和问题。
特别是在使用强制类型转换时，务必确保转换操作是安全的，以避免不必要的问题。
C++关键字 ：
- asm：
这是一个用于嵌入汇编语言代码的关键字。它允许你在C++代码中直接插入汇编指令，通常用于执行特定的底层操作。然而，由于现代C++提供了更强大的抽象和跨平台性，通常不建议使用这个关键字。 - explicit：
这个关键字通常用于禁止隐式类型转换的发生。当一个构造函数被声明为explicit时，它将不会在隐式类型转换中被调用，只能在显式构造函数调用中使用。 - export：
在C++中，export关键字用于指示一个模板的定义将在另一个文件中实例化。然而，在实际的C++标准中，export关键字的语法并未最终确认，并且在许多编译器中也未被实现。在C++20中，export被重新引入，但是它的主要用途是与模块化编程相关，而不是之前模板实例化的用法。 - goto：
goto是一个跳转语句，允许你无条件地将程序的控制转移到指定的标签处。然而，由于使用goto会导致代码结构变得混乱和难以维护，现代编程实践通常建议避免使用它。 - register：
在早期的C语言标准中，register关键字用于建议编译器将变量存储在寄存器中，以便提高访问速度。然而，现代编译器已经能够智能地管理寄存器分配，所以使用register关键字通常不再有明显的性能提升，并且在C++17中已被弃用。 - volatile：
volatile关键字用于告诉编译器不要对标记为volatile的变量进行优化，因为这些变量的值可能会在未知的时间被外部因素改变，比如硬件中断或多线程环境中的共享变量。这可以防止编译器对这些变量的读取和写入操作进行优化，以确保程序的行为是可预测的。
-
数据类型相关的关键字
- bool、true、false：对于bool类型数据的相关处理，值为true和false
- char、wchar_t:char是单字符数据，wchar_t多字符数据
- int、short、float、double、long：整数和实数的数据类型
- signed、unsigned：定义有符号和无符号数据的说明符
- auto:在c语言中，是存储类型，但是在C++中，是类型自动推导，注意事项有两个：
- 连续定义多个变量时，初始值必须是相同数据类型，否则报错
- auto p=&m; 与auto* p = &m;规定是一样
explicit：防止数据隐式转换
typedef:类型重定义
sizeof:求数据类型的字节运算
-
语句相关的关键字
- switch、case、default：实现多分支选择结构
- do、while、for:循环相关的关键字
- break、continue、goto:跳转语句
- if、else:选择结构
- inline:内联函数
- return：函数返回值
-
存储类型相关的关键字
static、const、volatile、register、extern、auto -
构造数据类型相关
- struct、union：结构体和共用体
- enum:枚举
- class:类
-
访问权限：public、protected、private
-
异常处理：throw、try、catch
-
类中相关使用关键字
- this:指代自己的指针
- friend:友元
- virtual：虚
- delete、default:对类的特殊成员函数的相关使用
例如：Test(const Test &) = default; ~Test() = delete; - mutable:取消常属性
- using：引入数据，有三种使用方式
- 使用命名空间的关键字
- 相当于类型重定义
- 修改子类中从父类继承下来成员的权限
- operator:运算符重载关键字
-
类型转换相关的关键字
static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast -
模板相关的关键字：template、typename
-
命名空间相关：using、namespace
-
export:导入相关模板类使用
-
内存分配和回收：new、delete
一百零二、C++标准模板库（STL）
- C++中的标准模板库（Standard Template Library）,STL是标准库之一。
- 标准模板库中使用了大量的函数模板和类模板，用来对数据结构和算法的处理。
- STL的组成：容器、算法、迭代器
102.1 vector容器
- vector也是数组，称为单端数组，和普通数组有区别，普通数组是静态空间，而vector容器空间是动态拓展的。
- 动态拓展：不是在原来的空间续接新的空间，而是重新申请空间，把原来的数据拷贝到新的空间中去。
102.2 vector的构造函数
函数原型:
vector< T > v; //无参构造
vector(const vector &v)； //拷贝构造函数
vector(v.begin(), v.end()) ; //把区间[ v.begin(), v.end() )的数据拷贝给本对象
vector(n, elem); //把n个elem拷贝给本对象
示例 ：
#include <iostream>
#include <vector> //包含头文件vector
using namespace std;
void printVector(vector<int> &v) //算法
{
vector<int>::iterator iter; //迭代器
for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++)
{
cout << *iter << " ";
}
cout << endl;
}
int main()
{
vector<int> v; //vector容器
v.push_back(10); //尾插
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
printVector(v);
vector<int> v1 = v; //v1(v)
printVector(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
vector<int> v3(3,99);
printVector(v3);
return 0;
}
102.3 vector的赋值函数
函数原型:
vector &operator=(vector &v); //拷贝赋值函数
assgin(v.begin(), v.end()); //把区间[ v.begin(), v.end() )的数据赋值给本对象
assgin(n, elem); //把n个elem赋值给本对象
示例 ：
#include <iostream>
#include <vector> //包含头文件vector
using namespace std;
void printVector(vector<int> &v) //算法
{
vector<int>::iterator iter; //迭代器
for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++)
{
cout << *iter << " ";
}
cout << endl;
}
int main()
{
vector<int> v; //vector容器
v.push_back(10); //尾插
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
printVector(v);
vector<int> v1 = v; //v1(v)
printVector(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
vector<int> v3(3,99);
printVector(v3);
v1 = v3;
printVector(v1);
v1.assign(v2.begin(), v2.end());
printVector(v1);
v1.assign(6,8);
printVector(v1);
return 0;
}
102.4 vector的容量大小
empty(); //判断是否为空
size(); //容器的大小，元素的个数
capacity(); //容量的大小
resize(); //重新设置大小
102.5 vector的插入和删除
函数原型：
push_back(); //尾插
pop_back(); //尾删
insert(iterator pos, elem); //在迭代器所指向的位置，插入数据
insert(iterator pos, n, elem); //在迭代器所指向的位置，插入n个数据
erase(v.begin(), v.end()); //把这个区间的数据删除
clear(); //清空
示例 ：
#include <iostream>
#include <vector> //包含头文件vector
using namespace std;
void printVector(vector<int> &v) //算法
{
vector<int>::iterator iter; //迭代器
for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++)
{ cout << *iter << " "; }
cout << endl;
}
int main()
{
vector<int> v; //vector容器
v.push_back(10); //尾插
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
printVector(v);
vector<int> v1 = v; //v1(v)
printVector(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
vector<int> v3(3,99);
printVector(v3);
v1 = v3;
printVector(v1);
v1.assign(v2.begin(), v2.end());
printVector(v1);
v1.assign(6,8);
printVector(v1);
if(!v1.empty())
{
cout << v1.size() << endl;
cout << v1.capacity() << endl;
}
v1.resize(3);
printVector(v1);
v1.push_back(99);
printVector(v1);
v1.pop_back(); //尾删
printVector(v1);
printVector(v2);
v2.insert(v2.begin()+1,99);
printVector(v2);
v2.insert(v2.begin()+3,3,99);
printVector(v2);
v2.erase(v2.begin()+2);
printVector(v2);
cout << "=====================" << endl;
//v2.erase(v2.begin(),v2.end());
//printVector(v2);
v2.clear();
printVector(v2);
return 0;
}
102.6 vector的元素提取
函数原型
at(int idx); //下标为 idx 的元素
operator[](int idx);
front(); //第一个元素
back(); //最后一个元素
一百零三、list
103.1 概念
-
功能：将数据进行链式存储
-
链表(list) ： 是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。
-
链表的组成 ：链表由一系列节点组成
-
节点的组成 ：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个节点地址的指针域
-
STL中的链表是一个双向链循环链表
-
list的优点：
- 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
- 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素-
-
list缺点：
- 链表灵活，但是空间（指针域）和 时间（遍历）额外消耗比较大
103.2 list构造函数
函数原型：
list lst; //无参构造函数
list(beg, end); //构造函数将[begin,end)区间中对的元素拷贝给本身
list(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身
list(const list& l); //拷贝构造函数
103.3 list赋值和交换
函数原型：
assign(beg, end); //将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身
list& operator=(const list &lst); //重载赋值符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换
103.4 list大小操作
函数原型：
size(); //返回容器中元素的个数
empty(); //判断容器是否为空
resize(num); //重新指定容器的长度为um，若容器变长，则以默认值填充新空间
//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素则被删除
resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新空间
//如果容器变短，则末尾超出容器的元素被删除。
103.5 list插入和删除
函数原型：
push_back(); //尾部插入元素
pop_back(); //删除最后一个元素
push_front(elem); //在容器的开头插入一个元素
pop_front(); //在容器的开头删除一个元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count, ele); //迭代器指向位置pos 插入count个元素ele
insert(pos,beg, end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素
clear(); //删除容器中所有的元素
remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素。
103.6 list 数据存取
函数原型：
front(); //返回第一个元素
back(); //返回最后一个元素
一百零四、C++文件操作
- 文件相关的头文件 #include
- 文件相关的三大类
- 读文件 ifstream
- 写文件 ofstream
- 读写文件 fstream
104.1 写入数据
- 包含头文件
#include - 创建流对象
ofstream ofs; - 打开文件
ofs.open(“文件名路径” ， 打开方式);
打开方式 ：ios::out
- 文件的打开方式 ：
- 写入数据
ofs << 数据 - 关闭文件
ofs.close();
104.2 读取数据
-
包含头文件
#include -
创建流对象
ifstream ifs; -
打开文件
ifs.open(“文件名路径” ， 打开方式);
ios::in -
读取数据
ifs >> 存放的变量 -
关闭文件
ifs.close();
104.3 示例
#include <iostream>
//1.包含头文件
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
//写入数据
//2.创建流对象
ofstream ofs;
//3.打开文件
ofs.open("C:/Users/admin/Desktop/stu.txt",ios::out);
//4.写入数据
ofs << "姓名：张三 ";
ofs << "年纪：18" << endl;
//5.关闭文件流
ofs.close();
//2.创建流对象
ifstream ifs;
//3.打开文件
ifs.open("C:/Users/admin/Desktop/stu.txt",ios::in);
//4.读取数据
char buff[1024];
while (ifs >> buff)
{
cout << buff << endl;
}
//5.关闭文件流
ifs.close();
return 0;
}
