C++基础与STL

struct B { int i; virtual int f(); virtual const B& f() const; int g(); }; struct D: B { int i; int f(); const D& f() const; int f(int=0); virtual int g(); p }; int main() { D d; const D d_const; B b, *p = &d; const B* p_const = &d_const; b.f(); p->f(); p->g(); p_const->f(); d_const.f(); }
–迭代器(iterator) –算法（algorithms） –函数对象（function object）
STL的位置
如何使用STL
• 为了避免和其他头文件冲突， STL的头文件 不再使用常规的.h扩展
#include <iterator> -- 迭代器 #include <algorithm> --算法
虚函数与多态
• 有虚函数的类及其派生类叫多态类 • 基类的虚函数派生类继承之后必然仍为虚函 数 –参数必须相同 –返回值必须相容
• 要么完全相同 • 要么是协变量(covariant)
纯虚函数与抽象类
class <类名> { virtual <类型><函数名>(<参数表>) =0; … };
• 作用 –在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而 把它说明为纯虚函数，它的实现留给该基类的 派生类去做
★ const成员函数与this指针
回顾：函数重载有什么条件？ 思考： struct A { void foo() { } void foo() const { } }; 编译器会报重复定义错误？还是算作普 通的重载？
★ 如何突破const成员函数的限制
• 如果const成员确实需要修改对象怎么办？
– 【例】对每个对象的get方法的调用次数进行统计 struct A { int count; int data; int get() const {return count ++, data;} }; – 引入mutable关键字 struct A { mutable int count; int data; int get() const {return count ++, data;} };
• 【问题】纯虚函数有函数体吗？ 【答案】可以有，但不能在声明的时候定义 纯虚析构函数是必须有函数体的
什么是协变量(covariant)？
• 必须为(单重)指针或引用 • 指向派生类对象与其直接或间接基类的对象 • 派生类虚函数的const/volatile修饰符必须 <= 基类 虚函数的const/volatrtual void fire() = 0; }; struct AK47 : public rifle { virtual void fire(); }; struct AK47S : public AK47 { virtual void fire(); };
容易混淆的成员函数调用
struct B { virtual int f(); virtual const B& f() const; int g(); }; struct D: B { int f(); const D& f() const; int f(int=0); virtual int g(); }; int main() { D d; const D d_const; B b, *p = &d; const B* p_const = &d_const; b.f(); p->f(); p->g(); p_const->f(); d_const.f(); }
– 对于一些无法在构造函数中初始化的部分 – 比如：const数据成员 struct A { const int i; A(): i(10) { } }; – 比如：基类子对象
• 静态成员如何初始化？
成员声明时初始化 （in-class常量）
• 在什么情况下可以声明时初始化？ – static const int（或可以转化为整数类型）的成员 【例 from stl source code】 struct __numeric_limits_base { static const bool is_specialized = false; static const int digits = 0; ...... }; 被编译器直接当成常量使用（右值） const int __numeric_limits_base::digits; 这样就是个左值了 • 其余的带初始化符号的声明被认为是试图声明纯虚函数
STL- Standard Template Library
• 什么是STL
– 标准模板库 – 包含常用的数据结构和算法 – 以模板作为语言基础
• STL是泛型程序设计的一个典型应用，其组件包括： –容器(container)
• • • • • 向量（vector） 列表（list、slist） 双端队列（deque） 集合（set）、哈希集合（ hash_set ） 映射（map）、哈希映射（ hash_map ）
struct A {
void foo() const {};
struct A {
void foo(const A * const this) {};
}; • • • • • •
}; const成员原则上不能修改对象 const对象不能调用非const成员 const成员不能调用非const成员 皆由const A* const this提供语法保证 构造、析构过程中，const是没有意义的 【思考题】静态成员函数可以是const成员函数吗？
数据段
b 虚指针
int B::i
数据段
虚表 slot 0 slot 1
代 码 段
int B::f()
const B& B::f() const
int B::g() d 虚指针 int B::i
int D::i
虚表 slot 0 slot 1 slot 2
int D::f()
const D& D::f() const
struct A { public: int id; int setID(A* const this, int newID); }; int ClassA::setID(A* const this, int newID) { this->id = newID; }
★ const成员函数与this指针
int B::g() int B::f(int=0)
泛型与STL – 内容提要
• 泛型简介 • STL
泛型
• 将算法从特定的数据结构中抽象出来，使 其成为通用的
–数组 –指针 –函数 容器 迭代器 算法
泛型的应用
• 【例】从控制台输入一系列数字，将其排 序输出
史前时代
#include <stdlib.h> #include <iostream.h> int compare(const void *arg1, const void *arg2); void main(void) { const int max_size = 10; int num[max_size]; int n; for (n = 0; cin >> num[n]; n ++); qsort(num, n, sizeof(int), compare); for (int i = 0; i < n; i ++) cout << num[i] << "\n"; } int compare(const void *arg1, const void *arg2) {
C++程序设计语言 第2讲
工程技术部
陈不骄
面向对象-内容提要
–成员的特殊初始化 – this指针 –虚函数 –成员名字查找
成员的初始化（回顾）
• 一般不可以直接在类声明内部用=初始化
struct A { const int i = 10; };
• 在构造函数中
– 最常见、最普遍
• 使用构造初始化器
return (*(int *)arg1 < *(int *)arg2) ? -1 : (*(int *)arg1 > *(int *)arg2) ? 1 : 0;
}
工业时代
#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; void main(void) { vector<int> num; int element; while (cin >> element) num.push_back(element); sort(num.begin(), num.end()); for (int i = 0; i < num.size(); i ++) cout << num[i] << "\n"; }
– （静态）查找名字 – （动态）调用时再检查是否为虚函数
•
名字查找顺序：
1. 2. 3. 4. 5. 在调用类中查找，生成候选列表 如果候选列表为空，则在基类中查找 循环步骤2，直到找到名字 在候选列表中进行重载识别 进行权限检查 对象 虚指针 虚表 虚函数