C++笔记四(面向对象编程下)

一 conversion function(转换函数)

class Fraction
{
public:
    Fraction(int num,int den=1)
      : m_numerator(num),m_denominator(den){ }
    operator double() const {
       return(double) (m_numerator/m_denominator);
    }   //转换函数,需要将Fraction转换为double时候调用,函数名为需要转换的类型,不可以有参数
private:
    int m_numerator;     //分子
    int m_denominator;   //分母
{
    Fraction f(3,5)
    double d=4+f;   //调用operator double()将 f 转为0.6
}

使用的时候,当编译器运行到double=4+f时会先看看有没有一个全局函数作了+的重载操作并且参数为整数和Fraction类型,如果没有就调用operator double()将f转换为double类型,使得编译能通过。

转换函数标准库一个应用(代理):


33.png

二 non-explicit-one-argument(实参) ctor

class Fraction
{
public:
    Fraction(int num,int den=1)
      : m_numerator(num),m_denominator(den){  }
    Fraction operator + (const Fraction& f){
       return Fraction(......);
    }
private:
    int m_numerator;     
    int m_denominator;   
{
    Fraction f(3,5)
    double d=f+4;   //调用non-explicit ctor将 4 转为Fraction(4,1)
                    //然后调用operator+
}

Fraction叫做non-explicit-one argument。它有两个parameter,只要一个argument就够了。它可以将别的东西转换为Fraction。

conversion function vs non-explicit-one-argument ctor

class Fraction
{
public:
    Fraction(int num,int den=1)
      : m_numerator(num),m_denominator(den){  }
    operator double() const {
       return(double) (m_numerator/m_denominator); } 
    Fraction operator + (const Fraction& f){
       return Fraction(......);
    }
private:
    int m_numerator;     
    int m_denominator;   
{
    Fraction f(3,5)
    double d=f+4;      //ERROR ambiguous
}

如上代码所示同时写conversion function和non-explicit-one-argument ctor,运行到double d=f+4将会产生歧义,编译器报错。

explicit-one-argument ctor

class Fraction
{
public:
    explict Fraction(int num,int den=1)
      : m_numerator(num),m_denominator(den){  }
    operator double() const {
       return(double) (m_numerator/m_denominator); } 
    Fraction operator + (const Fraction& f){
       return Fraction(......);
    }
private:
    int m_numerator;     
    int m_denominator;   
{
    Fraction f(3,5)
    double d=f+4;      //ERROR conversion from 'double' to 'Fraction' requested
}

explict一般只有用在构造函数前面。表示明确,不允许编译器将4看作是4/1,所以运行到double d=f+4时报错,无法将4转换成Fraction。

三 pointer-like-classes,关于智能指针

一个c++的class可能像两种东西:
(1)像指针;
(2)像函数。
像指针,要比指针多做一点东西,叫智能指针(C++ 2.0之前有个auto pointer,之后又出现很多)。


34.png

智能指针一定含有一般的指针,一定要写*和—>重载,写法一定如图所示。
迭代器(一种智能指针)主要用来遍历容器:


41.png

42.png

四 function-like classes,所谓仿函数

40.png

(1)设计一个class让它的行为像一个函数,函数有一个函数名称,用一个括号作用,小括号叫做function call operator,任何一个东西能够接受小括号这个操作符,我们叫这个东西为函数或者像函数的东西。
(2)标准库有很多仿函数,都是小小的class,里面有重载小括号。这些仿函数都继承一些大小为0的父类,作用不作详述,比较复杂。

五 namespace经验谈

35.png

避免不同单位使用相同函数名,导致混乱。

六 class template

36.png

为了不限制类的成员变量的类型,采用模板的形式定义成员变量,等以后需要的用的时候再定义数据类型。

七 Function Template

37.png

关键字class和typename是相通的。函数模板用的时候,编译器会对它进行实参推导,不用加尖括号。函数模板里面<的重载由设计stone类的人去设计,这是合理的,编译器是不知道如何比大小的。

八 Member Template

38.png

既是模板的成员,自己本身又是template。
把鲫鱼和麻雀构成的pair当成初值塞到鱼类和鸟类构成的pair,反之不行。
在标准库大量的类的构造函数应用,使得构造函数更有弹性。


39.png

new一个鲫鱼,指针指向鱼类,这个叫做up-cast。

九 specialization

面对独特的类型而设计叫做特化(全特化)。

template<class Key>      
struct hash { };    //泛化,指定任意类型都跑到这里,除了特化的几个类型

template<>  //被绑定,括号里面为空,指定类型char会跑到这段代码,int、long雷同
struct hash<char>{
    size_t operator() (char x) const { return x;}
};
template<>
struct hash<int>{
    size_t operator() (int x) const { return x;}
};
template<>
struct hash<long>{
    size_t operator() (int x) const { return x;}
};
{
    cout<<hash<long>()(1000);
    //空的小括号表示浅绿色的是一个临时对象,带有参数的小括号表示启动operator()函数。
}

十 模板偏特化

局部特化(偏特化):
(1)个数偏:


43.png

如图例,两个模板参数,其中一个T被绑定为bool(bool比int节约8倍空间),绑定顺序从左边到右边,不能跳数。
(2)范围偏:


44.png

任意类型T缩小范围成指针(指向任何类型)。

十一 模板模板参数

模板参数本身又是一个模板,下图黄色部分。


45.png

模板模板参数:容器list里面的模板参数是外面模板的参数。图示用法XCl<string,list> mylst1;过不了语法因为容器有好几个参数,只不过平时用的时候有默认值没有写。
解决方法:如图Lst代码。


46.png

unique_ptr和weak_ptr有好几参数。
47.jpg

list已经被绑定,不是模板参数,所以该段代码(deque<T>)不是模板模板参数。

十二 关于C++标准库

C++标准库,C++ Standard Library,是类库和函数的集合,其使用核心语言写成,在C++开发中,要尽可能地利用标准库完成。


48.jpg

十三 三个主题

1 variadic templates (since C++11)


49.png

(1)数量不定的模板参数,...表示包,图示代码print打印出第一个参数,剩下的再调用print,如此递归直到最后一个打印出来,包数量为0,无任何参数输入,则调用上方无参数的print。
(2)sizeof...(args)可以知道包的数量。

2 auto (since C++11)


50.png

3 ranged-base for (since C++11)


51.png

要使elem*3影响原来的值,则要传引用。用auto可以不知道elem什么类型,偷懒。

十四 Reference

52.png
 int x=0;
 int* p=&x;    //一个变量p,它的类型是指向整型的指针
 int& r=x;      //一个变量r,它的类型是指向整型的引用。r代表x。现在r,x都是0
 int x2=5;

 r=x2;             //r不能重新代表物体。现在r,x都是5
 int& r2=r;    //现在r2是5(r2代表r;亦相当于代表x)

54.png

53.png

(1)引用常用来作传递参数类型和返回类型,它和直接传参数写法相同,调用接口相同,但是更加快。
(2)signature叫做“签名”。
(3)灰色部分const是函数签名的一部分。

十五 复合&继承关系下的构造和析构

第三周笔记有写,这里不再赘述。
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