C++基础分析(2)(二)

2014-11-24 10:37:32 · 作者: · 浏览: 1
nter(VFT-PTR);
虚基类表:Virtual BaseClass Table;
虚基类表指针:Virtual BaseClass Pointer(VBT-PTR);确切地说,应该是虚基类指针表;

附带上一些图片:

静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥静态联编和动态联编 - 哥哥 - 哥哥

4、运算符重载

运算符重载的方法是定义一个重载运算符的函数,在需要执行被重载的运算符时,系统就自动调用该函数,以实现相应的运算。运算符重载是通过定义函数实现的。运算符重置实质上是函数的重载。
重载运算符的规则:C++不允许用户自己定义新的运算符,只能对已有的C++运算符进行重载
C++中大部分的运算符允许重载,不能重载的运算符只有5个:
. (成员访问运算符)
.* (成员指针访问运算符)
:: (域运算符)
sizeof (长度运算符)
: (条件运算符)
前两个运算符不能重载是为了保证访问成员的功能不被改变
域运算符和sizeof运算符的运算对象是类型而不是变量或一般表达式,不具备重载的特征
原则:
重载不能改变运算符运算对象的个数;不能改变运算符的优先级别;不能改变运算符的结合性;重载运算符的函数不能有默认值,否则就改变了运算符参数的个数;重载运算符必须和用户定义的自定义类型的对象一起使用,其参数至少应有一个是类对象(或类对象的引用);用于类对象的运算符一般必须重载,但有两个例外,运算符“=”和“&”不必用户重载;运算符重载函数可以是类的成员还是,也可以是类的友元函数,还可以是普通函数

运算符重载函数作为类成员函数
将运算符重载为成员函数后,如果出现该运算符的表达式,如c1+c2,编译系统把它解释为c1.operator+(c2),即通过对象c1调用运算符重载函数,并以表达式中第二个参数(运算符右侧的对象c2)作为函数实参
运算符重载函数作为类友元函数
C++编译系统将程序中的表达式c1+c2解释为operator+(c1,c2),即执行c1+c2相当调用以下函数:Complex operator+(Complex &c1,Complex &c2){return Complex(c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag);}
二者区别
运算符函数作为成员函数,可以通过this指针自由的访问本类中的数据成员,但必须要求表达式的第一个参数是一个类对象,而且与运算符函数的类型相同
如果运算符左侧的操作数属于C++标准类型(如int)或是其它一个类的对象,则运算符重载函数只能作为非成员函数
在使用运算符的表达式中,要求运算符的左侧的操作数与函数第一个参数对应,运算符右侧的操作数与函数的第二个参数对应

(注:<< 和>>只能重载为类的友员函数)

5、mutable关键字

该关键字只能用于定义类中的非静态static和非常量const成员变量

定义了该关键字的变量可以在声明为const函数中修改该变量的值。

如:

class X
{
public:
   bool GetFlag() const
   {
      m_accessCount++;
      return m_flag;
   }
private:
   bool m_flag;
   mutable int m_accessCount;
};

该类能够编译通过;即使GetFlag()是const函数,但由于accessCount是mutable变量。

Mutable 数据成员的使用看上去像是骗术,因为它能够使 const 函数修改对象的数据成员。然而,明智地使用 mutable 关键字可以提高代码质量,因为它能够让你向用户隐藏实现细节,而无须使用不确定的东西,比如 const_cast<>。

6、static_cast, dynamic_cast, const_cast探讨

C++类型转换分为:隐式类型转换和显式类型转换

第1部分. 隐式类型转换

又称为“标准转换”,包括以下几种情况:
1) 算术转换(Arithmetic conversion) : 在混合类型的算术表达式中, 最宽的数据类型成为目标转换类型。

int ival = 3;
double dval = 3.14159;

ival + dval;//ival被提升为double类型

2)一种类型表达式赋值给另一种类型的对象:目标类型是被赋值对象的类型

IDCxu9equ6/OqmludCAqwODQzTxicj4KPGltZyBzcmM9"https://www.cppentry.com/upload_files/article/49/1_dnrvu__.gif" align="top" alt="\">ival = dval; // double->int
\

例外:void指针赋值给其他指定类型指针时,不存在标准转换,编译出错

3)将一个表达式作为实参传递给函数调用,此时形参和实参类型不一致:目标转换类型为形参的类型

extern double sqrt(double);

cout << "The square root of 2 is " << sqrt(2) << endl;
//2被提升为double类型:2.0

4)从一个函数返回一个表达式,表达式类型与返回类型不一致:目标转换类型为函数的返回类型

double difference(int ival1, int ival2)
{
return ival1 - ival2;
//返回值被提升为double类型
} 第2部分. 显式类型转换
被称为“强制类型转换”(cast)
C 风格: (type-id)
C++风格: static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast..
关于强制类型转换的问题,很多书都讨论过,写的最详细的是C++ 之父的《C++ 的设计和演化》。最好的解决方法就是不要使用C风格的强制类型转换,而是使用标准C++的类型转换符:static_cast, dynamic_cast。标准C++中有四个类型转换符:static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、和const_cast。下面对它们一一进行介绍。

static_cast

用法:static_cast < type-id > ( expression )

说明:该运算符把expression转换为type-id类型,但没有运行时类型检查来保证转换的安全性。

来源:为什么需要static_cast强制转换?
情况1:void指针->其他类型指针
情况2:改变通常的标准转换
情况3:避免出现可能多种转换的歧义


它主要有如下几种用法:
  • 用于类层次结构中基类和子类之间指针或引用的转换。进行上行转换(把子类的指针或引用转换成基类表示)是安全的;进行下行转换(把基类指针或引用转换成子类指针或引用)时,由于没有动态类型检查,所以是不安全的。
  • 用于基本数据类型之间的转换,如把int转换成char,把int转换成enum。这种转换的安全性也要开发人员来保证。
  • 把void指针转换成目标类型的指针(不安全!!)
  • 把任何类型的表达式转换成void类型。 注意:static_cast不能转换掉expression的const、volitale、或者__unaligned属性。

    dynamic_cast

    用法:dynamic_cast < type-id > ( expression )

    说明:该运算符把expression转换成type-id类型的对象。Type-id必须是类的指针、类的引用或者void *;如果type-id是类指针类型,那么expression也必须是一个指针,如果type-id是一个引用,那么expression也必须是一个引用。

    来源:为什么需要dynamic_cast强制转换?
    简单的说,当无法使用virtual函数的时候

    典型案例:
    Wicrosoft公司提供给我们一个类库,其中提供一个类Employee.以头文件Eemployee.h和类库.lib分发给用户
    显然我们并无法得到类的实现的源代码
    //Emplyee.h
    class Employee
    {
    public:
    virtual int salary();
    };

    class Manager : public Employee
    {
    public:
    int salary();
    };

    class Programmer : public Employee
    {
    public:
    int salary();
    };
    我们公司在开发的时候建立有如下类:
    class MyCompany
    {
    public:
    void payroll(Employee *pe);
    //\
    };

    void MyCompany::payroll(Employee *pe)
    {
    //do something
    }
    但是开发到后期,我们希望能增加一个bonus()的成员函数到W$公司提供的类层次中。
    假设我们知道源代码的情况下,很简单,增加虚函数:
    //Emplyee.h
    class Employee
    {
    public:
    virtual int salary();
    virtual int bonus();
    };

    class Manager : public Employee
    {
    public:
    int salary();
    };

    class Programmer : public Employee
    {
    public:
    int salary();
    int bonus();
    };

    //Emplyee.cpp
    \
    int Programmer::bonus()
    {
    //\
    }
    \ payroll()通过多态来调用bonus()
    class MyCompany
    {
    public:
    void payroll(Employee *pe);
    //\
    };

    void MyCompany::payroll(Employee *pe)
    {
    //do something
    //pe->bonus();
    }
    但是现在情况是,我们并不能修改源代码,怎么办?dynamic_cast华丽登场了!
    在Employee.h中增加bonus()声明,在另一个地方定义此函数,修改调用函数payroll().重新编译,ok
    //Emplyee.h
    class Employee
    {
    public:
    virtual int salary();
    };

    class Manager : public Employee
    {
    public:
    int salary();
    };

    class Programmer : public Employee
    {
    public:
    int salary();
    int bonus();//直接在这里扩展
    };

    / http://www.2cto.com/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vc29tZXdoZXJlLmNwcDxicj4KPGJyPgppbnQgUHJvZ3JhbW1lcjo6Ym9udXMoKTxicj4Kezxicj4KICAgIC8vZGVmaW5lPGltZyBzcmM9"https://www.cppentry.com/upload_files/article/49/1_p0p6f__.gif" alt="\">
    }

    class MyCompany
    {
    public:
    void payroll(Employee *pe);
    //
    };

    void MyCompany::payroll(Employee *pe)
    {
    Programmer *pm = dynamic_cast (pe);

    //如果pe实际指向一个Programmer对象,dynamic_cast成功,并且开始指向Programmer对象起始处
    if(pm)
    {
    //call Programmer::bonus()
    }
    //如果pe不是实际指向Programmer对象,dynamic_cast失败,并且pm = 0
    else
    {
    //use Employee member functions
    }
    }



    dynamic_cast主要用于类层次间的上行转换和下行转换,还可以用于类之间的交叉转换。

    在类层次间进行上行转换时,dynamic_cast和static_cast的效果是一样的;在进行下行转换时,dynamic_cast具有类型检查的功能,比static_cast更安全。
    class Base
    {
    public:
    int m_iNum;
    virtual void foo();
    };

    class Derived:public Base
    {
    public:
    char *m_szName[100];
    };

    void func(Base *pb)
    {
    Derived *pd1 = static_cast (pb);

    Derived *pd2 = dynamic_cast (pb);
    }
    在上面的代码段中,
    如果pb实际指向一个Derived类型的对象,pd1和pd2是一样的,并且对这两个指针执行Derived类型的任何操作都是安全的;
    如果pb实际指向的是一个Base类型的对象,那么pd1将是一个指向该对象的指针,对它进行Derived类型的操作将是不安全的(如访问m_szName),而pd2将是一个空指针(即0,因为dynamic_cast失败)。
    另外要注意:Base要有虚函数,否则会编译出错;static_cast则没有这个限制。这是由于运行时类型检查需要运行时类型信息,而这个信息存储在类的虚函数表(关于虚函数表的概念,详细可见 )中,只有定义了虚函数的类才有虚函数表,没有定义虚函数的类是没有虚函数表的。

    另外,dynamic_cast还支持交叉转换(cross cast)。如下代码所示。
    class Base
    {
    public:
    int m_iNum;
    virtual void f(){}
    };



    class Derived1 : public Base
    {

    };

    class Derived2 : public Ba