《c++ Primer Plus 第6版》读书笔记（1）

因为工作需要，又要开始写c++了，但是c++发展的比较快，上学的时候虽然写过不少，但是也没有一个系统的学习。

在换工作期间，打算重新开始系统性的学习c++。这本书是我工作之前买的，一直没有读过，用的版本应该是c++11。现在好像已经出到很后面的版本了，一些新的特性等之后再学吧。

另外，文章主要为自己学习所用，如果内容能对看客提供些许帮助，不胜荣幸。

目录

本书共有18个大章节。外加一些附录内容。

会随着目录依次记录学习。但是一些非常基础的东西我应该会略过。

第1章 预备知识

本章节包括：

• c,c++发展历史与基本原理
• 过程性编程和面向对象编程
• c++如何在c基础上添加面向对象概念的
• c++如何在c基础上添加泛型概念的
• 编程语言标准
• 创建程序技巧

1.1 c++简介

略

1.2 C++简史

这一张主要介绍了c++的发展历史，我大块跳过了。

1.2.3面向对象编程

OOP（面向对象编程）强调的是数据，试图让语言来满足问题的要求。其理念是设计与问题的本质特性相对应的数据格式。OOP程序设计方式首先设计类，准确表示了程序要处理的东西。OOP还有助于代码的可重用。

C++中，类作为一种规范，描述这种新型数据格式，对象是符合这种规范设定所创建的数据。

1.2.4C++和泛型编程

c++支持泛型编程编程模式。与OOP的目标相同，都是为了重用代码和简化抽象概念。

不同点是，OOP其强调编程的数据方面，但是泛型编程强调的是独立于特定数据类型 。

1.4 程序创建的技巧

运行c++程序的具体步骤大体如下：

1. 使用文本编辑器编辑代码，称之为源代码。
2. 编译源代码，将源代码翻译成机器语言。
3. 将目标代码和其他代码连接起来，连接至将目标代码同函数的目标代码与一些标准启动代码组合起来，生成程序的运行阶段版本，称之为可执行代码。

1.4.1创建源代码文件

1.5 总结

 C语言新增了诸如控制结构和函数等特性。

C++增加了对面向对象编程和泛型编程的支持。

ISOC++标准（C++98/03和C++11）为确保众多实现的兼容提供了基础。

第2章 开始学习C++

本章节包括：

• 创建C++程序
• C++程序的一般格式
• #include编译指令
• main()函数
• cin输入
• cout输出
• C++注释
• 使用endl
• 声明和使用变量
• 定义和使用函数

2.1进入C++ 

C++语法的入口由函数头int main()开始。main()被启动代码调用，启动代码是编译器加到程序内的，是程序和操作系统的桥梁。

C语言中使用的写法是，int main(void)，c++中淘汰了这种写法。这种写法等价于void main()，但是由于系统兼容性，应该尽量使用int main()的标准格式。

ANSI/ISO C++标准对于函数进行了更改，如果在最后没有加return 0的语句，那么会隐式加入这条语句，仅限于main()。

通常情况下，C++必须包含一个main()函数。

但是在一些特定的场景下，比如说编写一个动态链接库模块（DDL），由于DDL不是一个完整的程序，所以是可以没main()的；专用环境的程序，比如控制器芯片，可能不用main；一些编码框架，存在隐式的main。

2.1.2 C++注释

C风格的注释是使用/**/，C++的风格是使用//。

应该尽可能用C++风格的注释，避免出现问题。

2.1.3 C++预处理器和iostream文件

C++的预处理器会在程序进行主编译之前对文件进行处理，它处理名称以#为开头的编译指令。

例如，使用cin和cout需要包含#include

2.1.4 头文件名

 例如iostram这样的文件叫做包含文件，也叫头文件。

C语言的头文件中可能会使用扩展名.h，C++中可能会去掉.h而在前缀加上c，比如math.h改成cmath。而对于纯粹的c++库，则没有，比如iostream。

2.1.5 名称空间 

名称空间是C++的一项特性，旨在编写大型程序时，能够将不同厂商的代码进行组合。

比如说两个已经封装好的产品中都包含wanda()名称的函数，那么在调用时，编译器讲不知道所指代的版本。使用名称空间的话，能够将产品封装在一个名称空间单元中，可以直接调用。那么上面的例子中，一个厂商可以将命名空间命名为Micro，那么函数的全程就变成了Micro::wanda()。

使用这种方法，类，函数，变量是C++编译器的基本组件，被放置在名称空间std中。

由于多数用户不喜欢引入名称空间，所以using编译指令应运而生，使用using namespace std;可以让人们不用在语句前加std::。

但是这实际上是一种偷懒的方式，在大型项目中容易有隐患。更好的方式是，只使所需要的名称可用：

using std::cout;   
using std::endl;
using std::cin;

这样不必使用using namespace std便可以使用cin和cout。

当然，如果要使用其他定义，那么还需要加入using列表。

2.1.6 使用cout进行C++输出

从概念上看，输出是一个流，即从程序流出的一系列字符。

cout的对象属性包括一个插入运算符（<<），表示将右侧的数据插入到流中。

cout << "Hello World";

重载运算符 

其实是将一个字符串语句插入到了输出流中。

可能注意到，插入运算符（<<）很像左移运算符（<<）。其实这是一个运算符重载的例子。通过重载，不同的运算符将有不同的含义。

C语言本身也有一些运算符重载的情况，比如&既表示取地址，又表示与位运算。*表示地址引用，又表示乘法。C++扩展了运算重载符的概念，允许用户为自定义类型定义新的运算方式。

控制符endl

endl也是在头文件iostream中定义的，位于命名空间std中。

endl表示重启一行。诸如endl等对cout有特殊含义的特殊符号被称为控制符。

换行符

C++中还可使用C语言的旧版方式，使用\n。

和endl的一个差别在于，endl确保程序继续运行前刷新输出（将其立即显示在屏幕上） ；使用“\n”不能提供这样的保证，意味着在有些系统中，有时可能在输入信息后才会出现提示。

2.1.7 C++源代码的格式化

C++中使用了分号来表示语句的结尾。说明可以将一条语句放置在多行上。

源代码中的标记和空白 

一行代码中不可分割的元素叫做标记，空格、制表符、回车统称为空白。

C++源代码风格 

• 每条语句占一行 
• 每个函数有一个开始花括号和一个结束花括号，两个括号各占一行。
• 函数中的语句都相对于花括号进行缩进。
• 与函数相关的圆括号周围没有空白

2.2 C++语句

2.2.1 声明语句和变量

C++中使用声明语句来指出存储类型并提供位置标签。

比如int carr;提供了需要的内存和内存单元的名称。编译器来负责分配和标记内存的细节。

C++中，所有的变量都必须声明。在一些语言，比如basic中，可以在使用变量时创建变量，但是这样可能会出现拼写错误难以调试的问题，声明变量可以发现潜在的问题。

C++通常的做法是在使用变量之前进行声明。

2.2.2 赋值语句

赋值语句会将值赋值给存储单元。carr=25;其中=叫做赋值运算符。 C++中可以连续使用赋值运算符。

int a;
int b;
int c;
a=b=c=1;

赋值将从右向左进行。

2.2.3 cout的新花样

cout << carr；

首先，cout将carr替换成当前值25，然后把值转换成合适的输出字符。

cout的智能行为源自C++的面向对象特性。C++插入运算符将根据后面数据类型相应的调整其行为。是运算符重载的一个例子。

2.3 其他C++语句

2.3.1 使用cin

C++将输入看做流入程序的字符流。

iostream文件将cin定义为一个表示这种流的对象。

2.3.2 使用cout拼接

cout可以一条语句输出多个值。

2.3.3 类简介 

类是C++中面向对象编程的核心概念之一。

cout是一个ostram类对象，cin是一个istream类对象，也是在iostream中定义的。

类描述了一种数据类型的全部属性（包括可使用它执行的操作），对象是根据这些描述创建的实体。

就想函数可以来自函数库一样，类也可以来自类库。C++之所以这么流行，很大程度上就是因为存在大量支持UNIX，Mac和windows编程的类库。

2.4 函数

2.4.1 使用有返回值的函数

比如C++中包含一个sqrt()的函数，可以返回平方根。

x = sqrt(6.25)

其中sqrt(6.25)被称为函数调用。sqrt称为被调用函数。6.25称之为参数。

在使用函数之前，C++编译器必须知道函数的参数类型和返回值类型。C++需要为每个使用到的函数提供原型。

比如，sqrt()的函数原型就像这样：double sqrt(double);

原型结尾的分号表明这是一条语句，是一个原型；如果省去分号，那么编译器将把这行代码解释为一个函数头。

不要混淆函数原型和函数定义。一般库文件中包含了函数的编译代码，而头文件中则包含了原型。

C++库函数存储在库文件中，编译器编译程序时，必须在库文件中搜索使用的函数。自动搜索哪些库文件，因编译器而异。

2.4.2 函数变体

函数也可以接受多个参数，或者不接收参数。

int rand(void); void明确指出，该函数不接受任何参数。如果省略void，括号为空，C++会将其解释为一个不接受任何参数的隐式声明。

不需要返回值的函数，也可以使用void指定返回类型。

2.4.3 用户定义的函数

一般的格式为，在int main() 之前定义函数原型，在之后实现函数定义。

int main() 的返回值不是返回给程序的其他部分，而是返回给操作系统。通常约定，返回值为0时一位置程序运行成功，否则意味着出现问题。

因此，如果C++程序无法打开文件，可以将其设计为返回一个非零值。

另外，C++存在专属关键字，比如return,int,void等，这些关键字是不能够作为变量名的。

2.4.4 用户定义的有返回值的函数

2.4.5 在多函数程序中使用using编译指令

通常有以下几种方式能够让程序访问名称空间std：

• 将using namespace std; 放在函数定义之前，让文件中所有的函数都能够使用名称空间std中的所有的元素。
• 将using namespace std; 放在特定的函数定义中，让该函数都能够使用名称空间std中的所有的元素。
• 在特定的函数中使用类似 using std::cout; 这样的编译指令，而不是using namespace std; ,让函数能够使用指定的元素。
• 完全不使用using，而是在需要使用名称空间std元素时，使用前缀std:: 。

2.5 总结

C++语句的类型：

• 声明语句
• 赋值语句
• 消息语句
• 函数调用
• 函数原型
• 返回语句

第3章 处理数据

 本章内容包括：

• C++变量的命名规则
• C++内置的整形——unsigned long, long, unsigned int, int, unsignrf short, short ,char, unsigned char ,signed char, bool
• C++11新增的整形：unsigned long long, long long
• 表示各种整形的系统限制的climits文件
• 各种整形的数字字面值（常量）
• 使用const限定符号来创建符号常量
• C++内置的浮点类型：float, double, long double
• 表示各种浮点类型的系统限制的cfloat文件
• 各种浮点类型的数字字面值
• C++的算数运算符
• 自动类型转换
• 强制类型转换

3.1 简单变量 

3.1.1 变量名 

C++命名规则：

• 只能使用字母字符，数字，下划线。
• 第一个字符不能是数字
• 区分大写和小写字符
• 不能将C++关键字用作名称
• 以两个下划线（__fools）或者下划线和大写字母打头(_MyStars)的名称被保留给编译器使用。
• 以一个下划线开头的名称被保留给实现，用作全局标识符。
• C++对于名称的长度没有限制

如果想要使用两个或者更多的单词组成一个名称，通常情况下是使用下划线将单词分开。

在C++所有主观风格中，一致性和精度是最重要的。

3.1.2 整形

C++总共有10种整数类型可供选择。

描述存储的内存越多，整数值范围越大。

3.1.3 整形 short , int , long , long long

C++提供了一种灵活的标准，确保了最小长度，如下：

• short最少16位
• int至少和short一样长
• long至少32位，至少和int一样长
• long long至少64位，至少和long一样长

当前很多系统使用了最小长度，即short为16位，long为32位，但是不同的系统下int还是有多种选择。可能在一个系统中int为16位，另一个系统中为32位。

头文件climits中包含了关于整形限制的信息。定义了表示各种限制的符号名称，比如INT_MAX为int最大取值，CHAR_BIT为字节位数。

sizeof运算符支出，在使用8位字节系统中，int长度为4个字节，可对类型名和变量名使用sizeof运算符。

climits中的符号常量如下

climits文件中包含与下面类似的语句行：

#define INT_MAX 32767

其中#define和#include一样，也是预处理器编译指令。意思为将所有的INT_MAX替换为32767。修改后的程序将在完成替换之后再进行编译。

#define是C语言遗留下来的，C++可以使用const来创建符号常量。所以不会经常用#define

然而被设计成用于C和C++的头文件中，必须使用#define。

对变量初始化的方式：

使用字面值或者其他常量来赋值：

int a=b;

int a=14;

如果不赋值，可能会产生未知错误。

C++11中使用{}对变量进行赋值。

int emus{12};

int emus = {12};

int emous = {}; // 大括号为空表示0值

使用这种方法可以防范类型转换错误。通过使用C++的大括号初始化，可作用于任何类型。是一种通用的初始化语法。

3.1.4 无符号类型

可以使用unsigned关键字进行声明，表示无符号。

3.1.5 选择整数类型

通常情况下使用int。

当有大型整数数组时，使用short有必要。

16位系统转到32微系统，int数组内存量会翻倍，但是short数组不受影响。

3.1.6 整形字面值

如果数字第一位为1-9，那么就是十进制。

如果数字第一位为0，第二位为1-7，那么就是八进制。

如果数字前两位为0x或0X，那么就是十六进制。

cout默认情况下是十进制输出的。（无论什么方式，在计算机中都是二进制数。）cout还提供了dec, hex , oct控制符，用于指示cout的输出格式。

using namespace std;
int a = 42;
 
// 10进制
cout << a<< endl;
 
// 16进制
cout << hex;
cout << a<< endl;
 
// 8进制
cout << oct;
cout << a << endl;

3.1.7 C++如何确定常量类型

C++编译器除非有理由，否则数字都存储为int。（除非存不下，或者有特殊后缀指定）。

后缀为L表示为long常量。

后缀U表示为unsigned int常量。

后缀为LL表示为long long常量。

 

3.1.8 char类型：字符和小整数

 在美国最常用ASCII字符集。

C++支持的宽字符可以存储更多值。比如Unicode。

可以用cout.put(ch); 显示一个字符。意思为通过类对象cout使用函数put()。

对于特殊的字符，C++提供了转义序列。

Unicode提供了一种表示各种字符集的解决方案——为大量字符和符号提供标准数值编码，ASCII是Unicode的子集。

与int不同，char既不是没有符号也不是有符号，取决于编译器。如果想做微数值类型使用，那么unsigned char和signed char的范围是有差距的。0-255 和-128-127。

C++11中新增了char16_t和char32_t，均为无符号。

C++使用前缀u表示char16_t字符常量和字符串常量，比如u"C"和u"be good"。

C++使用前缀U表示char32_t字符常量和字符串常量，比如U"C"和U"be good"。

类型char16_t和/u00F6形式的通用字符名匹配。

类型char32_t和/U0000222B形式的通用字符名匹配。

3.1.9 bool 类型

非零值转为true；零值转为false.

3.2 const限定符

使用const修饰的变量被初始化后，编译器不允许再修改值。

一种常见的方法是将名称首字母大写，表示为常量。另一种约定是将整个名称大写。

const之所以比#define好，首先，能够明确指定类型，其次，可以使用C++的作用域规则限制在特定函数或者文件；第三，可以用于更加复杂的类型。

3.3 浮点数

浮点数可以表示小数部分。

计算机会对浮点数进行两部分存储，一部分表示值，另一部分表示对值放大或者缩小。

比如，34.1245和34124.5。第一个数表示为0.341245（基准值）和100（缩放因子）；第二个数表示为 0.341245（基准值一样）和10000（缩放因子更大）。

缩放因子是2的幂，不是10的幂。

3.3.1 书写浮点数

一种方法是使用常见的书写方式，比如1.56 , 0.13 , 8.0。

第二种是使用E或者e，比如2.5e+8 , 7e5 , 9.11e -32。

称为浮点数，就是因为小数点是可以移动的。

3.3.2 浮点类型

三种：float ,double , long double。

是按照可以表示的有小数位和允许的指数最小范围来描述的。

有效位是数字中有意义的位。

C++对于有效位数的要求为：float至少32位，double至少48位，long double至少和double一样。但是三种类型的有效位数可以一样多。

通常情况下，float为32位，double为64位，long double为 80/96/128位。

 这三种类型的指数范围至少为-37到37.

在cfloat中可以找到系统的限制。

使用cout.setf(ios_base::fixed, iosbase::floatfield); 可以迫使输出使用定点表示方法，防止使用E表示法，并将程序显示到小数点后6位。ios_base::fixed, iosbase::floatfield为iostream中的常量。

3.3.3 浮点数常量

通常情况下，浮点数会被保存为double，如果想保存为float，需要在后面加f/F后缀。

对于long double 可以使用L/l后缀。

1.234f

2.45E20F

20.2L

3.3.4 浮点数的优缺点

浮点数的优点在于表示的范围更宽。

缺点在于精度低，而且运算速度没有整数快。

3.4 算数运算符

C++提供了+ - * / %五种基本运算符。

3.4.4 类型转换

C++自动执行很多类型转换：

• 将算数类型的值赋给另一种算数类型的变量时
• 表达式中包含不同的类型时
• 将参数传递给函数时

在进行类型转换时，通常会将一个值赋给取值范围更大的类型。

但是将大值赋值给一个更小的类型时，可能会出现精度不够，超出范围等问题。

C++11的校验表：

• 一个操作树为long double，将另一个操作数转为long double
• 否则，一个操作数为double，将另一个操作数转为double
• 否则，一个操作数为float，将另一个操作数转为float
• 否则，说明操作数都是整形，执行整形提升
• 若都为有符号或者都为无符号，转换为高级别整数
• 若一个有符号一个无符号，且无符号操作数级别比较高，那么需要转换为无符号操作数类型
• 否则，如果有符号类型可表示为无符号类型的所有可能取值，将无符号操作数转换为有符号操作数类型
• 否则，将两个操作数都转为有符号类型的无符号版本

简单说就是：

long long > long > int > short > signed char > bool

C++可以使用int(a)或者static_cast(a)来进行类型的强制转换。

3.4.5 C++11的auto声明

auto可以让编译器根据初始值类型推断变量类型。

在处理复杂类型，比如stl库中的类型时，会很好用。

3.5 总结

C++的数值类型，整数，浮点数，操作符，类型转换。