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我要好offer之 C++大总结
阅读量:5113 次
发布时间:2019-06-13

本文共 10189 字,大约阅读时间需要 33 分钟。

0. Google C++编程规范

:http://google-styleguide.googlecode.com/svn/trunk/cppguide.xml

:http://zh-google-styleguide.readthedocs.org/en/latest/google-cpp-styleguide/contents/

 

1.

2. Effective C++学习笔记

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

 

3. Effective STL学习笔记

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6) 函数对象:

(7)

 

4. C++ std::string 代码实现

class Mystring {    public:        Mystring() : data_(new char[1]) {            *data = '\0';        }        Mystring(const char* str) : data_(new char[strlen(str) + 1]) {            strcpy(data_, str);        }        Mystring(const Mystring& str) : data_(new char[str.size() + 1]) {            strcpy(data_, str.c_str());        }        ~Mystring() {            delete[] data_;        }                // 重载赋值,采用copy and swap手法,旧式写法        Mystring& operator=(const Mystring& str) {            Mystring tmp(str);            swap(tmp);            return *this;        }        // 重载赋值,采用copy and swap手法,新式写法        Mystring& operator=(Mystring& str) {            swap(str);            return *this;        }        int size() const {            return (int)strlen(data_);        }        const char* c_str() const {            return data_;        }        void swap(Mystring& str) {            std::swap(data_, str.data_);        }    private:        char* data_;};

 

5. C++ 智能指针 代码实现

智能指针类与普通指针一样,但它借由自动化内存管理保证了安全性,避免了诸如悬挂指针、内存泄露和分配失败等问题。

智能指针有好几种实现方式,STL和Boost库里都有实现,比如使用句柄类和引用计数方式。

我们现在使用引用计数定义智能指针,智能指针类将一个计数器与类指向的对象相关联。使用计数跟踪该类有多少个对象共享同一指针。

使用计数为0时,删除对象。使用计数有时也称为引用计数(reference count)。

 

使用一个计数变量,并将其置一,每新增一个对象的引用,该变量会加一,移除一个引用则减一

即当对象作为另一对象的副本而创建时,复制构造函数复制指针并增加与之相应的使用计数的值

当对一个对象进行赋值时(=操作符),覆写=操作符,这样才能将一个旧的智能指针覆值给另一指针,旧的引用计数减一,新的智能指针的引用计数则加一

#include 
#include
template
class SmartPointer { public: SmartPointer
(T* ptr) { ref = ptr; ref_count = (unsigned*)malloc(sizeof(unsigned)); *ref_count = 1; } SmartPointer
(SmartPointer
& sptr) { ref = sptr.ref; ref_count = sptr.ref_count; ++(*ref_count); } SmartPointer
& operator=(SmartPointer
& sptr) { if (this == &sptr) { return *this; } --(*ref_count); if (*ref_count == 0) { clear(); } ref = sptr.ref; ref_count = sptr.ref_count; ++(*ref_count); return *this; } ~SmartPointer
() { --(*ref_count); if (*ref_count == 0) { clear(); } } T* GetValue() { return ref; } private: void clear() { delete ref; free(ref_count); ref = NULL; ref_count = NULL; } private: T* ref; unsigned* ref_count;};int main() { int* ip1 = new int(); *ip1 = 1111; int* ip2 = new int(); *ip2 = 2222; SmartPointer
sp1(ip1); SmartPointer
sp2(ip2); SmartPointer
spa = sp1; sp2 = spa; return 0;}

 

6. POD、迭代器萃取、模板偏特化

POD(Plain Old Data):标量类型 或 传统的C struct 类型,POD类型必然 拥有 默认的ctor、dtor、copy、assign

POD类类型就是指 class、struct、union,且不具有用户定义的构造函数、析构函数、拷贝算子、赋值算子;不具有继承关系,因此没有基类;不具有虚函数,所以就没有虚表;非静态数据成员没有私有或保护属性的、没有引用类型的、没有非POD类类型的(即嵌套类都必须是POD)、没有指针到成员类型的(因为这个类型内含了this指针)。

 

我们可以对 POD 型别采取最有效率的复制手法,而对 non-POD 型别采取最保险安全的作法

首先 利用迭代器萃取手法 萃取出迭代器 的 value type,然后判断该型别是否为 POD 型别

typedef typename __type_traits
::is_POD_type is_POD;

 

迭代器所指对象的型别,称为该迭代器的 value type

“模板参数推导机制” 只能针对于 函数参数类型,不能推导 函数的返回值类型

不是所有的迭代器都是 class type,原声指针就不是!!!

STL(泛型思维)绝对必须接受原生指针作为一种迭代器,这个时候就需要针对特殊情况(原生指针)做特化处理,即模板偏特化

 

模板偏特化:在泛化设计中提供一个特化版本(将泛化版本中的某些template参数赋予特殊的指定)

迭代器traits手法本质上就是 模板偏特化,实质代码如下:

template 
struct iterator_traits { typedef typename T::value_type value_type;}

现在不管是class type 还是 原生指针int* , 我们都可以通过traits萃取出 迭代器的 value_type

 

7. C++ 单例模式 代码实现

 

8. C++ 实现不被继承的类

注:可以直接使用C++11的final关键字

9. c++ 虚函数 多态

多态两必要条件:(1) virtual函数 (2) 基类指针(引用)指向派生类对象

多态知识点:

(1) 任何含有 virtual函数的类及其派生类 均在类实例对象的首地址 安插一个指向虚函数表的指针(虚表指针,vptr)

为什么在 类对象的首地址(即this指针处) 存放 虚表指针呢? 

Base* pBase = new Derived;  // Base对象首地址、Derived对象首地址、this指针、虚表指针 均相同,非常方便的定位 虚表指针

(2) Derived类 会继承 Base类 的虚表,当Derived类 重定义了 Base类的某个函数,这时 Derived对应的虚函数表

Base::foo() ==> Derived::foo()  // Derived::foo() 覆盖从基类 继承而来的 虚函数 Base::foo()

c++ this指针、虚函数

// c++中 所有non-static成员变量 和 virtual成员函数 都必须通过 this指针访问    class test {        public:            test(int value) : val(value) { }            void foo1() {           // 正确:non-virtual函数地址编译期确定,传入this指针,this指针为空,但是这个函数没有 访问 this空指针                fprintf(stdout, "hello world\n");            }            void foo2() {           // 错误:non-virtual函数地址编译期确定,传入this指针,this指针为空,但是这个函数 访问了 this空指针(因为 this->val)                fprintf(stdout, "%d\n", val);            }            virtual void foo3() {  // 错误:所有 virtual函数都需要通过 虚函数表确定,虚函数表需要 this指针来确定,因此 访问了 this空指针                fprintf(stdout, "hello world\n");            }            static  void foo4() {  // 正确:所有static函数都没有this指针,所以不能访问 non-static成员变量                fprintf(stdout, "hello world\n");            }        private:            int val;    };    test* pTest = NULL;  // this指针为空    pTest->foo1();    pTest->foo2();    pTest->foo3();    pTest->foo4();

 

c/c++类型转换

class Base {};class Derived {};Base* pBase = new Derived;         Base* pBase = new Derived[10];
/*1. 信息 = 比特位 + 解释方式,类型转换只是改变了 解释方式,数据未变2. 数组和结构体(struct、class)访问成员变量和成员函数 都是 首地址 + offset偏移type[i] ==> type(首地址) + i * sizeof(type)3. new Derived返回指向Derived类型的指针4. pBase = pDerived 指针的类型转换5. 一般情况下,sizeof(Base) 不等于 sizeof(Derived)6. 为什么第一句正确呢? 因为 这一句 只分配了一个对象,并且 vptr位于对象首地址,因此 Base的首地址 == Derived的首地址 == this指针,故正确找到 vptr7. 为什么第二句一般情况下错误呢?通常情况下,sizeof(Base) 不等于 sizeof(Derived), 因此 pBase[i] 不等于 pDerived[i],由于类型转换改变了解释方式,导致找不到Derived的正确this指针位置,因此vptr、析构函数就完全不正确了注:当 sizeof(Base) == sizeof(Derived) 时,可以正确运行,但这是一个未定义行为,所以禁止这样的写法*/

 

10. STL空间配置器

#ifndef _JJALLOC_#define _JJALLOC_#include 
// for placement new#include
// for ptrdiff_t, size_t#include
// for exit()#include
// for UINT_MAX#include
// for cerrnamespace JJ{ template
inline T* _allocate(ptrdiff_t size, T*) { std::set_new_handler(0); T* tmp = (T*)(::operator new((size_t)(size * sizeof(T)))); if (tmp == 0) { std::cerr << "out of memory" << std::endl; exit(1); } return tmp; } template
inline void _deallocate(T* buffer) { ::operator delete(buffer); } template
inline void _construct(T1* p, const T2& value) { new(p) T1(value); } template
inline void _destroy(T* ptr) { ptr->~T(); } // std::allocator的标准接口 template
class allocator { public: typedef T value_type; typedef T* pointer; typedef const T* const_pointer; typedef T& reference; typedef const T& const_reference; typedef size_t size_type; typedef ptrdiff_t difference_type; template
struct rebind { typedef allocator
other; }; pointer allocate(size_type n, const void* hint = 0) { return _allocate((difference_type)n, (pointer)0); } void deallocate(pointer p, size_type n) { _deallocate(p); } void construct(pointer p, const T& value) { _construct(p, value); } void destroy(pointer p) { _destroy(p); } pointer address(reference x) { return (pointer)&x; } const_pointer const_address(const_reference x) { return (const_pointer)&x; } size_type max_size() const { return size_type(UINT_MAX/sizeof(T)); } };}#endif // _JJALLOC_

使用配置器:

std::vector
> vec

一般而言,我们习惯的c++内存配置操作和释放操作:

class Foo {...};Foo* pf = new Foo;  // 配置内存,然后构造对象delete pf;          // 析构对象,然后释放内存

new关键字包含两阶段操作:

(1) 调用 ::operator new 配置内存

(2) 调用 Foo::Foo()构造对象内容

 

delete关键字包含两阶段操作:

(1) 调用 Foo::~Foo() 将对象析构

(2) 调用 ::operator delete 释放内存

 

10.1  vector数据结构

template
class vector { public: typedef T value_type; typedef value_type* iterator; protected: iterator start; // 表示目前使用空间的头 iterator finish; // 表示目前使用空间的尾 iterator end_of_storage; // 表示目前可用空间的尾};
std::vector
vec;sizeof(vec) = 12; // 32位

 

11. 陈硕大大的C++博文学习 每篇都是经典:D

https://cloud.github.com/downloads/chenshuo/documents/CppPractice.pdf

 

11.1 C++ RAII封装Mutex

 

MutexLock 封装临界区(Critical secion),这是一个简单的资源类,用 RAII 手法 [CCS:13]封装互斥器的创建与销毁。

临界区在 Windows 上是 CRITICAL_SECTION,是可重入的;在 Linux 下是 pthread_mutex_t,默认是不可重入的。MutexLock 一般是别的 class 的数据成员。

MutexLockGuard 封装临界区的进入和退出,即加锁和解锁。MutexLockGuard 一般是个栈上对象,它的作用域刚好等于临界区域。

#include 
#define DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TypeName) \ TypeName(const TypeName&) \ TypeName& operator=(const TypeName&)class MutexLock { public: MutexLock() { pthread_mutex_init(&mutex_, NULL); } ~MutexLock() { pthread_mutex_destroy(&mutex_); } void lock() { pthread_mutex_lock(&mutex_); } void unlock() { pthread_mutex_unlock(&mutex_); } pthread_mutex_t* getPthreadMutex() { return &mutex_; } private: pthread_mutex_t mutex_; DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(MutexLock);};class MutexLockGuard { public: explicit MutexLockGuard(MutexLock& mutex) : mutex_(mutex) { mutex_.lock(); } ~MutexLockGuard() { mutex_.unlock(); } private: MutexLock& mutex_; DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(MutexLockGuard);};#define MutexLockGuard(x) static_assert(false, "missing mutex guard var name")

 

11.2 std::map学习

rb_tree 的迭代器的每次递增或递减不能保证是常数时间,最坏情况下可能是对数时间(即与树的深度成正比)

rb_tree_node* rb_tree_increment(rb_tree_node* node) {    if (node == NULL) {        return NULL;    }    if (node->right != NULL) {        node = node->right;        while (node->left != NULL) {  // 右子树最左下节点            node = node->left;        }    } else {        rb_tree_node* parent = node->parent;        while (node == parent->right) {  // 一直上溯            node = parent;            parent = node->parent;        }        if (node->right != parent) {             node = parent;        }    }    return node;}

那么用 begin()/end() 迭代遍历一棵树还是不是 O(N)?

换言之,迭代器的递增或递减是否是分摊后的(amortized)常数时间?

利用数学归纳法可以获知:

对于深度为 n 的满二叉树,有 2^n - 1 个元素,从 begin() 到 end() 需要走 f(n) 步。那么 f(n) = 2*f(n-1) + n。

然后,用递推关系求出 f(n) = sum(i * 2 ^ (n-i)) = 2^(n+1) - n - 2(这个等式可以用归纳法证明)。

即对于深度为 n 的满二叉树,从头到尾遍历的步数小于 2^(n+1) - 2,而元素个数是 2^n - 1,二者一除,得到平均每个元素需要 2 步。

因此可以说 rb_tree 的迭代器的递增递减是分摊后的常数时间。

似乎还有更简单的证明方法,在从头到尾遍历的过程中,每条边(edge)最多来回各走一遍,一棵树有 N 个节点,那么有 N-1 条边,最多走 2*(N-1)+1 步,也就是说平均每个节点需要 2 步

 

转载于:https://www.cnblogs.com/wwwjieo0/p/3921767.html

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