C和C++语言学习总结(可以应对面试的题目)

C和C++语言学习总结(资料来自 <高质量C++/C 编程指南> 林锐博士 2001 年7 月24)

知识结构:
1、if,for,switch,goto
2、#define,const
3、文件拷贝的代码,动态生成内存,复合表达式,strcpy,memcpy,sizeof
4、函数参数传递,内存分配方式,内存错误表现,malloc与new区别
5、类重载、隐藏与覆盖区别,extern问题,函数参数的缺省值问题,宏代码与内联函数区别
6、构造和析构的次序,String函数定义


具体实现:
1、if,for,switch,goto
if:
bool int float pointer char 变量的使用方法
bool  bParam;
int  iParam;
float fParam;
int*  pParam;
char  cParam;
if(bParam) ,if(!bParam);
if(iParam == 0 ),if(iParam != 0 );
if(fParam>= -0.00001 && fParam <= 0.00001);
if(pParam == NULL),if(pParam != NULL);
if(cParam == '\0'),if(cParam != '\0');

if/else/return 的使用方法
if(condition)    可以等价为  return (condition?x:y);
{
  return x;
}
else
{
  return y;
}

for:
执行效率问题:
int row,col,sum;
int a[100][5];
for(row=0;row <100;row++)      效率低于    for(col=0;col <5;col++)
{                                        {
  for(col=0;col <5;col++)                    for(row=0;row <100;row++)
  {                                          {
      sum = sum+a[row][col];                    sum = sum+a[row][col];
  }                                          }
}                                        }

int i;
for(i=0;i <N;i++)            效率低于    if(condition)
{                                        {
    if(condition)                            for(i=0;i <N;i++) 
      DoSomething();                            DoSomething();
    else                                  }
      DoOtherthing();                    else
}                                        {
                                            for(i=0;i <N;i++) 
                                                DoOtherthing();
                                          }

for (int x=0;x <=N-1;x++)  直观性差于    for (int x=0;x <N;x++)

switch:
switch(variable)
{
    case value1: ...
                break;
    case value2: ...
                break;
    default:    ...
                break;
}
switch(c)中的c的数据类型可以是int,char,long,unsigned int,bool.
variable必须是整数或者强制为整数,由于char实际上是ASCII码,所以也可以.
c不可以是double,float,char*.

goto:
goto主要用于
{...
  {...
      {....
        goto error;
      }
  }
}

error:
    ...


2、#define,const
#define和const区别
1、#define C语言
  const  C语言 C++语言
  const常量有数据类型,编译器会进行类型安全检查,而#define没有数据类型,
  const的常量可以进行调试,但宏常量不能进行调试.
2、const的使用方法
在全局定义 const float PI=3.1415926
在类中定义
class A
{...
    A(int size);
    const int SIZE;
};
A::A(int size):SIZE(size)
{
  ...
}
对参数和函数的定义(const只能修饰输入参数,不能修饰输出参数)
const int x=1;  表示x的值是1,在程序中不能改变;
const int* x;  表示x代表的地址所指向的内容是不能改变得;
int const* x;  与const int* x;的表示的意思一样;
int * const x;  表示x代表的地址是不能改变的;

当是输入参数时,不需要是void Func(const int i),void Func(const int& i),可以是void Func(int i)
因为输入参数采用"值传递"(const int i),由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数,该输入参数本来就无需保护,所以不要加const修饰;
不用const int& i的原因在于内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程,而复制也非常快,"值传递"和"引用传递"的效率几乎相当.

当是输入参数时,不需要是void Func(const A a),void Func(A a),可以是void Func(A& a)或void Func(const A& a)
不用const A a,A a的原因是函数的效率比较低,因为函数体内将产生A类型的临时对象用于复制参数a,而临时对象的构造、复制和析构过程都需要消耗时间
最好用const A&a的原因是A&a中的a可以被改变,A&a和const A&a的好处在于都不会产生临时对象,效率高;

const A Func(const A&a )const的好处
第一个const表示返回的是个内部产生的对象,它不能被修改
const A Func(...)
{...}
const A a=Func(...);//不能是A a=Func(...);
第二个const表示输入的参数是引用传递,函数内部不会产生临时对象,而且这个对象不能被内部修改
第三个const表示此函数内部的所涉及的数据成员不能修改
class Stack
{
  int m_num;
  int GetCount(void) const;
  int Pop(void);
}
int Stack::GetCount(void) const
{
  m_num++;//编译错误,企图修改数据成员m_num;
  Pop();//编译错误,企图调用非const函数
}

3、文件拷贝的代码
#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
printf("Hello World!\n");
FILE* in;
FILE* out;
in=fopen("d:\\1.txt","rb");
out=fopen("d:\\2.txt","wb");
char ch=fgetc(in);
while(!feof(in))
{
  fputc(ch,out);
  ch=fgetc(in);
}
fclose(in);
fclose(out);
return 0;
}

动态生成内存的代码
------------------------------------------
正确代码:
void GetMemory(char **p, int num)
{
  *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
char* GetMemory2(int num)
{
  char* p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
  return p;
}
------------------------------------------
错误的代码:
void GetMemory3(char *p, int num)
{
  p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

------------------------------------------
void Test(void)
{
  char *str = NULL;
  GetMemory(&str, 100); // 注意参数是&str,而不是str
  strcpy(str, "hello");
  cout < < str < < endl;
  free(str);

  str=NULL;
  str=GetMemory2(100);
  strcpy(str, "hello");
  cout < < str < < endl;
  free(str);

  str=NULL;
  GetMemory3(str, 100); // str 仍然为NULL
  strcpy(str, "hello"); // 运行错误
  cout < < str < < endl;//运行错误
  free(str);//运行错误
}

strcpy代码
char* strcpy(char* strDest,const char* strSrc)
{
    if(strDest==NULL||strSrc==NULL) return NULL;
    char* pStr=strDest;
    while((*strDest++=*strSrc++)!='\0)
          NULL;
    return pStr; 
}

复合表达式
d = (a = b + c) + r ;
该表达式既求a 值又求d 值.应该拆分为两个独立的语句：
a = b + c;
d = a + r;

if (a < b < c) // a < b < c 是数学表达式而不是程序表达式
并不表示
if ((a <b) && (b <c))
而是成了令人费解的
if ( (a <b) <c )


memcpy代码
void* memcpy(char* strDest,const char* strSrc,size_t size)
{
    if(strDest==NULL||strSrc==NULL) return NULL;
    if(size <=0) return NULL;   
    char* pStr=strDest;
    while(size-->0)
        *strDest++=*strSrc++;
    return pStr;   
}

sizeof:
i.在32位操作系统中,基本数据类型
类型                  字节长度
char                    1
short                    2
short    int            2
signed short            2
unsigned short          2
int                      4
long    int            4
signed  int            4
unsigned int(unsigned)  4
long                    4
unsigned long            4
float                    4
double                  8
void*                    4 (所有指针类型长度都一样)(char*,int*,float*,double*)
enum                    4

ii.在32位操作系统中,定义或函数中的大小
char a[]="hello";
char b[100];
char *p=a;
类型                  字节长度
sizeof(a)                6
sizeof(b)                100
sizeof(p)                4

void Func(char a[100])
{
    sizeof(a);        //4
}

#pragma pack(1)
struct A
{
    int i;
    char j;
};
sizeof(A)              //5

#pragma pack(1)
struct A
{
int o;
int j;
union
{
int i[10],j,k;
};

};
sizeof(A)              //48

#pragma pack(1)
struct A
{
    enum  day{monring,  moon,  aftermoon}; 
};
sizeof(A)              //1
sizeof(A::day)        //4

评论

1 楼 love~ruby+rails 2009-10-14  

4、函数参数传递
C++语言中,函数的参数和返回值的传递方式有三种：值传递、指针传递和引用传递.

"值传递"的示例程序.由于Func1 函数体内的x 是外部变量n 的一份拷贝,
改变x 的值不会影响n, 所以n 的值仍然是0.
void Func1(int x)
{
x = x + 10;
}
…
int n = 0;
Func1(n);
cout < < "n = " < < n < < endl; // n = 0

"指针传递"的示例程序.由于Func2 函数体内的x 是指向外部变量n 的指
针,改变该指针的内容将导致n 的值改变,所以n 的值成为10.
void Func2(int *x)
{
(* x) = (* x) + 10;
}
…
int n = 0;
Func2(&n);
cout < < "n = " < < n < < endl; // n = 10

"引用传递"的示例程序.由于Func3 函数体内的x 是外部变量n 的引用,x
和n 是同一个东西,改变x 等于改变n,所以n 的值成为10.
void Func3(int &x)
{
x = x + 10;
}
…
int n = 0;
Func3(n);
cout < < "n = " < < n < < endl; // n = 10

内存分配方式
分配方式                    变量类型                分配特点
静态存储区域分配            全局变量,static 变量    内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在.
栈分配                      函数内局部变量          栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限.
堆分配(亦称动态内存分配)    new ,malloc分配          用malloc 或new 申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存.


内存错误                       
内存分配未成功,却使用了它. 
内存分配虽然成功,但是尚未初始化就引用它.   
内存分配成功并且已经初始化,但操作越过了内存的边界.  例如在使用数组时经常发生下标"多1"或者"少1"的操作.特别是在for 循环语句中,循环次数很容易搞错,导致数组操作越界.
忘记了释放内存,造成内存泄露.
放了内存却继续使用它.
    函数的return 语句写错了,注意不要返回指向"栈内存"的"指针"或者"引用",因为该内存在函数体结束时被自动销毁.
    程序中的对象调用关系过于复杂,实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存,此时应该重新设计数据结构,从根本上解决对象管理的混乱局面.
    使用free 或delete 释放了内存后,没有将指针设置为NULL.导致产生"野指针".


malloc与new区别
malloc 与free 是C++/C 语言的标准库函数,new/delete 是C++的运算符.它们都可用于申请动态内存和释放内存.
对于非内部数据类型的对象而言,光用maloc/free 无法满足动态对象的要求.对象在创建的同时要自动执行构造函数, 对象在消亡之前要自动执行析构函数.由于malloc/free 是库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free.因此C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new,以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete.注意new/delete 不是库函数.


5、类重载、隐藏与覆盖区别
成员函数被重载的特征：
(1)相同的范围(在同一个类中);
(2)函数名字相同;
(3)参数不同;
(4)virtual 关键字可有可无.
覆盖是指派生类函数覆盖基类函数,特征是：
(1)不同的范围(分别位于派生类与基类);
(2)函数名字相同;
(3)参数相同;
(4)基类函数必须有virtual 关键字.
#include <iostream.h>
class Base
{
public:
          void f(int x)  { cout < < "Base::f(int) " < < x < < endl; }
          void f(float x) { cout < < "Base::f(float) " < < x < < endl; }
  virtual void g(void)    { cout < < "Base::g(void)" < < endl;}             
          void h(float x) { cout < < "Base::h(float) " < < x < < endl;}
          void k(float x) { cout < < "Base::k(float) " < < x < < endl;}
};
class Derived : public Base
{
public:
  virtual void g(void)    { cout < < "Derived::g(void)" < < endl;}
          void h(int x)  { cout < < "Derived::h(int) " < < x < < endl; }
          void k(float x) { cout < < "Derived::k(float) " < < x < < endl;}

};
void main(void)
{
  Derived d;
  Base*pb = &d;
  Derived *pd = &d;
  pb->f(42);    // Base::f(int) 42          //重载
  pb->f(3.14f); // Base::f(float) 3.14      //重载

  pb->g();      // Derived::g(void)          //覆盖
  pd->g();      // Derived::g(void)          //覆盖

  pb->h(3.14f)  // Base::h(float) 3.14      //隐藏
  pd->h(3.14f)  // Derived::h(int) 3        //隐藏
 
  pb->k(3.14f)  // Base::k(float) 3.14      //隐藏
  pd->k(3.14f)  // Derived::k(float) 3.14    //隐藏 
}

extern问题
如果C++程序要调用已经被编译后的C 函数,该怎么办?
假设某个C 函数的声明如下：
void foo(int x, int y);
该函数被C 编译器编译后在库中的名字为_foo,而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字用来支持函数重载和类型安全连接.由于编译后的名字不同,C++程序不能直接调用C 函数.C++提供了一个C 连接交换指定符号extern"C"来解决这个问题.例如：
extern "C"
{
void foo(int x, int y);
… // 其它函数
}
或者写成
extern "C"
{
#include "myheader.h"
… // 其它C 头文件
}
这就告诉C++编译译器,函数foo 是个C 连接,应该到库中找名字_foo 而不是找_foo_int_int.C++编译器开发商已经对C 标准库的头文件作了extern"C"处理,所以我们可以用＃include 直接引用这些头文件.

函数参数的缺省值问题
正确方法:
void Foo(int x=0, int y=0); // 正确,缺省值出现在函数的声明中
void Foo(int x,int y)
{
  ...
}
错误方法:
void Foo(int x=0, int y=0)  // 错误,缺省值出现在函数的定义体中
{
  ...
}

正确方法:
void Foo(int x, int y=0, int z=0);
错误方法:
void Foo(int x=0, int y, int z=0);

宏代码与内联函数区别

语言支持关系:
C  宏代码
C++ 宏代码 内联函数

宏代码本身不是函数,但使用起来象函数.预处理器用复制宏代码的方式代替函数调用,省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、返回参数、执行return 等过程,从而提高了速度.使用宏代码最大的缺点是容易出错,预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应.
对于任何内联函数,编译器在符号表里放入函数的声明(包括名字、参数类型、返回值类型).如果编译器没有发现内联函数存在错误,那么该函数的代码也被放入符号表里.在调用一个内联函数时,编译器首先检查调用是否正确(进行类型安全检查,或者进行自动类型转换,当然对所有的函数都一样).如果正确,内联函数的代码就会直接替换函数调用,于是省去了函数调用的开销.这个过程与预处理有显著的不同,因为预处理器不能进行类型安全检查,或者进行自动类型转换.假如内联函数是成员函数,对象的地址(this)会被放在合适的地方,这也是预处理器办不到的.

内联函数使用方法:
关键字inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联,仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用.
正确使用方法:
void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) // inline 与函数定义体放在一起
{
…
}

错误使用方法:
inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在一起
void Foo(int x, int y)
{
…
}


6、构造和析构的次序
构造从类层次的最根处开始,在每一层中,首先调用基类的构造函数,然后调用成员对象的构造函数.析构则严格按照与构造相反的次序执行,该次序是唯一的,否则编译器将无法自动执行析构过程.


String函数定义
class String
{
public:
  String(const char *str = NULL); // 普通构造函数
  String(const String &other); // 拷贝构造函数
  ~ String(void); // 析构函数
  String & operate =(const String &other); // 赋值函数
private:
  char *m_data; // 用于保存字符串
};

// String 的析构函数
String::~String(void)
{
  delete [] m_data;// 由于m_data 是内部数据类型,也可以写成delete m_data;
}

// String 的普通构造函数
String::String(const char *str)
{
    if(str==NULL)
    {
        m_data = new char[1]; // 若能加NULL 判断则更好
        *m_data = '\0';
    }
    else
    {
        int length = strlen(str);
        m_data = new char[length+1]; // 若能加NULL 判断则更好
        strcpy(m_data, str);
    }
}

// 拷贝构造函数
String::String(const String &other)
{
    int length = strlen(other.m_data);
    m_data = new char[length+1]; // 若能加NULL 判断则更好
    strcpy(m_data, other.m_data);
}


// 赋值函数
String & String::operate =(const String &other)
{
    // (1) 检查自赋值
    if(this == &other)
    return *this;
    // (2) 释放原有的内存资源
    delete [] m_data;
    // (3)分配新的内存资源,并复制内容
    int length = strlen(other.m_data);
    m_data = new char[length+1]; // 若能加NULL 判断则更好
    strcpy(m_data, other.m_data);
    // (4)返回本对象的引用
    return *this;
}


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