1 补充知识点
c与c++区别
c语言和C++不能说一个面向过程，一个面向对象：
- 面向过程和面向对象只是一种编程思想，不是针对某一种语言的。Linux内核中的C语言就是运用面向对象的思想编写的。
- 只是说，在实现面向对象编程时，C++提供的语法实现起来比C语言更方便；仅此而已。
g++编码选项
-std=c++11表示使用c++11的标准来编译。因为C++11基本上是行业标准-ansi关闭gnu的特性,使代码全面符合ansi要求,从而具有高移植性。避免包含一些只有gnu独有的语法
c/c++ extern关键字
声明函数或变量。函数可以省略，但变量省略就成定义了，而不是声明。声明不会分配内存，而定义会占用内存空间。
c++ const关键字与c语言差别：
- C++ 对 const 的特性做了调整，C++ 规定，全局 const 变量的作用域仍然是当前文件，在其他文件中是不可见的，这和添加了static关键字的效果类似
- 使用的是 GCC，那么可以通过添加 extern 关键字来增大 C++ 全局 const 变量的可见范围，其他文件使用 extern 声明后就可以使用了。
c++ new 和 delete
C++ 中的 new 和 delete 分别用来分配和释放内存，它们与C语言中 malloc()、free() 最大的一个不同之处在于：
- 用 new 分配内存时会调用构造函数，用 delete 释放内存时会调用析构函数。构造函数和析构函数对于类来说是不可或缺的，所以在C++中我们非常鼓励使用 new 和 delete。
对指针的理解
- 基本类型变量仅仅是地址的注记符而已，这个变量就是数据的内存首地址，假如数据类型为int，则从首地址开始的连续四个内存地址，都用来存储这个int类型的数据。
- 编译时，会将变量名替换为首地址
- 而指针变量，它注记指代的内存块，存储的不是数据，而是另一片内存地址，而这另一片内存地址才是真实的数据。
- 所以：使用指针是间接获取数据，使用变量名是直接获取数据，前者比后者的代价要高
2 STL(standard Template Libray)
模板所支持的类型是宽泛的，没有限制的，我们可以使用任意类型来替换，这种编程方式称为泛型编程
STL是基于泛型编程思想，利用模板技术。包含了计算机科学领域常用的基本数据结构和基本算法
2.1 顺序容器
顺序容器(也称"序列式容器")将一组具有相同类型的元素****以严格的线性形式组织起来。主要分为三类: vector、deque、list
vector:
- 内部实现实际上是动态数组，存取任何元素都能在常数时间内完成，在尾端增删元素具有较佳的性能；头部插入要整体移动所有数据，效率低
- vector有多个构造函数，默认的构造函数是构造一个初始长度为0的内存空间，且分配的内存空间是以2的倍数动态增长的，在push_back的过程中，若发现分配的内存空间不足，则重新分配一段连续的内存空间，其大小是现在连续空间的2倍，在将原先空间中的元素复制到新的空间中，性能消耗较大。
- 随机访问效率高
deque:
- 类似vector的结构，随机访问效率高。
- 不同之处：vector还维护首地址，双端插入的效率都很高；vector按块存储，在扩展空间的时候新增一个块，不用复制，效率较高
list：
- 双向链表结构
- 随机访问效率低，都要遍历
- 高效的随机插入/删除操作；尤其在首尾 插入，效率很高，只需要改变元素的指针。
2.2 关联容器之set、multiset、map、multimap
关联容器内的元素是排序的，插入任何元素，都能按照相应的排序准则来确定位置，特点是在查找时具有非常好的性能，通常以平衡二叉树方式实现，插入和检索的时间都是O(logn)
set和multiset：
- set是一种关联性容器，底层使用红黑树实现，插入删除操作时仅仅移动指针即可，不涉及内存的移动和拷贝，所以效率比较高
- set中的元素都是唯一的，而且默认情况下会对元素进行升序排列
- set和multiset的区别是：set插入的元素不能相同，但是multiset可以相同
map和multimap:
- map容器提供一个键值对（key/value）容器，map与multimap差别仅仅在于multiple允许一个键对应多个值
- map内部自建一棵红黑树（一种自平衡二叉树），这棵树具有数据自动排序的功能，所以在map内部所有的数据都是有序的，以二叉树的形式进行组织
2.3 容器适配器adapter
适配器（Adaptors）是标准库中的一个通用概念，容器、迭代器和函数****都有适配器。本质上，一个适配器是一种机制，能使某种事物的行为看起来像另外一种事物一样。一个容器适配器（Container adaptors）在一种已有的容器类型上面进行包装，使其行为看起来像一种不同的类型
标准库定义了三个序列容器适配器：
- stack： 栈，先进后出；底层使用deque
- queue：队列，先进先出；底层使用deque
- priority_queue： 优先级队列：优先级大的先出队，底层数据结构默认是大根堆。优先级队列底层默认把数据组成一个大根堆结构，而大根堆的构建就需要在一个内存连续的数组上（堆中结点和它左右孩子的关系是通过下标计算的），vector动态数组底层是绝对连续的，而deque是分段连续的，所以用vector
迭代器
迭代器用于遍历对象集合的元素，从实现角度来看，**迭代器是一种将***operator、operator->、operator++、operator–**等指针操作予以重载的class template。
2.4 函数对象
如果一个类将()运算符重载为成员函数，这个类就称为函数对象类，这个类的对象就是函数对象。函数对象是一个对象，但是使用的形式看起来像函数调用，实际上也执行了函数调用，因而得名。
3 C++11
C++11标准，就是新增的特性
1 auto关键字
auto关键字和static关键字区别：
1、static变量存放在静态存储区，在程序整个运行期间都不释放；而auto变量存放在动态存储区，随着生命周期的结束而立即释放。
2、static变量只赋值一次，以后就不用赋值；而auto变量在函数每调用一次都要赋初值。
3、如果用户不对static变量赋初值，则默认为0或’\0’；而auto变量为不确定值。
c++默认就是auto，所以auto关键字写和不写没区别。
C++11给auto关键字赋予了新的含义：
- 使用它来做自动类型推导。也就是说，使用了 auto 关键字以后，编译器会在编译期间自动推导出变量的类型，这样我们就不用手动指明变量的数据类型了
nullptr关键字
用nullptr表示空指针
更优雅的初始化方法
C++11之前，只有数组能使用初始化列表:int arr[3] = {1, 2, 3}；
c++11开始，各种数据类型都可以用初始化列表来初始化：map(int, string){{1, "hello"}, {2, "hh"}};
基于范围的for循环
void foo() {
vector<int> v{1, 2, 3};
for (auto x:v) {
cout << x << endl;
}
}
编译断言：static_assert
编译期间断言：
// c++ 11 compile-time assert
static_assert ( bool_constexpr , string )
// bool_constexpr: 常量表达式(不能包含变量)string:
// 如果bool_constexpr表达式为false, 这个string就是编译时候报的错误
// run-time assert
assert(ptr != NULL)
lambda表达式
格式：
[capture list] (params list)mutable exception-> return type {
function body
}
除了捕获列表[capture list]，其他项参数列表、mutable、异常、返回类型都可以省略
捕获列表的捕获方式和捕获范围：
function对象包装器
可以降不同的可调用对象，包装成一个类模板，从一个入口统一调用：functon<return type<typename, ...>>
bind
类似python的偏函数，将可调用对象的部分函数固定起来。
auto x = [](int a, int b) {
return a+b;
}
auto y = bind(x, 1, 2);
cout << y() << endl;
