2018/9/19 17:46:55 这篇罗列概念很没水平，就别看了。

后记：这篇笔记限于罗列书中的概念，自己的理解并不多，组织章节也不好。后来又整理过一篇： 《再谈初始化》 ，两者不分先后，没有依赖关系。

参考《C++ Primer》和网上资源誊抄完正文后，自己总结如下：

1. 定义一个变量/对象时，如果不进行显式地初始化，就是默认初始化（除了使用 extern 进行纯粹的声明的）。需要关注的是，默认初始化时编译器究竟赋予了变量/对象什么内容。

2. 默认初始化变数太多，比如造成内置类型未定义行为，对于使用编译器合成的默认构造函数的类也可能产生不良影响，所以在定义变量时最好进行初始化！初始化的语法格式有好多种呢：

   • 根据是否使用等号分为拷贝初始化和直接初始化；
   • 根据是否使用了花括号，区分出列表初始化；

3. 想在初始化时偷懒，不想写太多参数（vector 值初始化）；但又操心默认初始不好使（new 动态分配时值初始化）。所以，又出现了值初始化。

动态存储（189~）

• 堆上的数据不会自动清除，因此堆是保存数据结构的绝佳场所。

  可以把在堆上保存数据想象成在储物柜中寄存物品。

• 当程序不断地申请存储器，又不释放那些不再需要的存储器，就会发生存储器泄漏。

  创建数据不会发生泄漏，只有当程序失去了所有对数据的引用才会导致泄漏。

• 用malloc()获取空间，memory allocation；调用free()释放存储器

  • malloc()接收一个参数：所需要的字节数。因此malloc()经常与sizeof运算符一起使用。
  • malloc()返回的是通用指针，即void*类型的指针。

• strdup()函数可以把字符串复制到堆上。

  strdup()函数总是在堆上创建空间，而不是在栈上。所以千万记得要用free()函数释放空间。

• valgrind工具，它用于Linux操作系统中。

  当程序想分配堆存储器时，valgrind将会拦截你对malloc()和free()的调用，然后调用自己的malloc()和free()。

• 垃圾收集（garbage collection），一些语言会跟踪你在堆上分配的数据，当你不再使用这些数据时，就会释放它们。C语言没有“垃圾收集”

虽然不必在程序结束前释放所有数据，操作系统会在程序结束时清除所有存储器。不过，你还是应该显式释放你创建的每样东西，这是一种好的习惯。

——很不懂作者为什么在章节快结束的时候，放上一句这么没营养的话。有机会去查一查原文，确认是不是译者的问题。个人认为以下表述更恰当：
虽然操作系统会在程序结束时清除所有存储器。不过，你还是应该显式释放你创建的每样东西，这是一种好的习惯。

高级函数（201~）

函数指针

此章节介绍“学习如何把函数作为参数传递，从而提高代码的智商”。

有些时候，我们希望“把代码打包传给函数”。“把代码打包”就是封装成函数，所以，问题就是：怎么把函数传给函数?

• 在C语言中，函数名也是指针变量。

  当你创建了一个叫go_to_warp_speed(int speed)函数的同时也会创建了一个叫go_to_warp_speed的指针变量，变量中保存了函数的地址。只要把函数指针类型的参数传给find()，就能调用它指向的函数了。

  上述中go_to_warp_speed指针变量是一个常量。类似 int* a=4中的4, char* str="abc"中的"abc"。

  扩展

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  /* 此处声明时的*和 赋值操作时的*应不是同一个意思?! 那么为什么初始化不写成int* a=&4?? —就是声明了一个指针,指向了常量存储区的一块地址 */ int* a; //声明 int b=4; *a=4; //改变指针指向存储器中的值,但单纯这么写是错的 a=&b; //给指针赋值,改变指针指向的存储器

• 函数名是指向函数的指针……两者并不完全相同，函数名是L-value，而指针变量是R-value，因此函数名不能像指针变量那样自加或自减。

• 函数指针是C语言最强大的特性之一。

函数指针的语法

• 没有函数类型，即：不能用function * pointer_func 声明函数指针。
• 因为需要把函数的返回类型和接收参数类型告诉C编译器，所以创建函数指针如下：

  返回类型(* 指针变量)(参数类型)，例如
  

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  int (*warp_fn)(int); //创建函数指针 wrap_fn = go_to_warp_speed; //函数指针赋值 wrap_fn(4); //使用函数指针

  
  Q1:如果函数指针是指针，为什么调用时不需要再它们前面加*？

  A1:可加可不加。wrap_fn(4)和(*wrap_fn)(4)都可以。如果fp是函数指针，那么可以用fp(参数，……)调用函数。 也可以用(*fp)(参数，……)，两种情况都能工作。

  Q2：可以用&取得函数的地址吗？

  A2：可以。find(sports_or_workout)和find(&sports_or_workout)都可以。如果你有函数shoot()，那么shoot和&shoot都指向了shoot()函数。

  Q3：那为什么不这么写？

  A3：即使省略*和&，C编译器也能识别他们，（而且）这样代码更好读。

  延伸：由A3推测，是不是 常量4或者"abc"既表示本身的值,又代表其在常量存储区的地址?此处亦类似?

C标准库的排序函数

• C标准库的排序函数会接收一个比较器函数（comparator function）指针，用来判断两条数据的大小。

• qsort()函数看起来像这样：

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  qsort(void* array, //数组指针 size_t length, //数组长度 size_t item_size, //数组中每个元素的长度 int (*comparator)(const void*, const void*));

• qsort()函数在原数组上进行改动。

创建函数指针数组

• 在数组中保存函数，就必须告诉编译器函数的具体特征：函数返回什么类型以及接收什么参数。

  1	void (* replies[])(response) = {dump, second_chance, marriage};

• 函数指针数组让代码易于管理，它们让代码变得更短、更易于扩展，从而可以伸缩。
  ——至于说降低程序可读性,那是因为你笨。

可变参数函数（variadic function）（228~）

C标准库中有一组宏（macro）可以帮助你建立自己的可变参数函数。
——TODO：kindle中描述这一组宏的图片看不清，抽空在网上找一下。

静态库和动态库

（省略。在接触Linux下C++开发之后，这方面知识不算陌生。）

系统调用（249~）

在大部分计算机上，系统调用就是操作系统内核中的函数，是程序用来与内核对话的函数。

system()

• 简单易用

• 安全问题

• 无法应付复杂的应用场景

  操作系统必须解释你传给 system()的字符串，这可能引发错误，尤其当你动态创建命令字符串时。

exec()

• exec() 函数通过运行其他程序来替换当前进程。

  • exec()函数的版本众多，但可以分为两组：列表函数和数组函数。
  • 如果exec()调用成功，当前程序就会停止运行。一旦程序运行了exec()以后的代码，就说明出了问题。

• 每个进程都有一组环境变量。

失败黄金法则

• 尽可能收拾残局

• 把errno变量设为错误码

  • errno变量是定义在errno.h中的全局变量，和它定义在一起的还有很多标准错误码
  • 可以使用string.h中strerror()函数查询标准错误信息

• 返回-1

  • 系统调用出错时通常会返回-1，但不是绝对的。
  • fileno():根据文件指针获取文件描述符。失败时不返回-1
  • exit()是唯一没有返回值而且不会失败的函数。
  • 记住：一定要检查系统调用的返回值

fork()

• fork()会克隆当前进程

  • 新建副本将从同一行开始运行相同程序。
  • 原进程叫父进程，而新建副本叫子进程。

• 进程需要以某种方式区分自己是父进程还是子进程

  fork()会返回一个整型值：为子进程返回0，为父进程返回一个正数。父进程将接收到子进程的进程标识符。

• 与Unix和Mac不同，Windows天生不支持fork()。

进程间通信（274~）

重定向

• 三大默认数据流：标准输入、标准输出和标准错误；文件连接和网络连接也属于数据流。

• 进程需要记录数据流的连向，比如标准输出连到了哪里。进程用文件描述符（就是个数字）表示数据流

• 描述符表：描述符表的前三项万年不变：0号标准输入，1号标准输出，2号标准错误

  • 标准输入/输出/错误在描述符表中的位置是固定的，但它们指向的数据流可以改变。
  • 每打开一个文件，操作系统都会在描述符表中新注册一项

• dup2()复制数据流

• exit()是系统调用！

  exit()系统调用是结束程序的最快方式

• waitpid()函数会等子进程结束以后才返回

  • 为了得到子进程的退出状态，可以把pid_status的值传给WEXITSTATUS()宏

管道

• 在命令行用管道连接两条命令时，实际把它们当成了父子进程来连接。child | parent，详见shell中管道的原理

• pipe()函数建立管道

  pipe()函数创建了管道，并返回了两个描述符：fd[1]用来向管道写数据，fd[0]用来从管道读数据，

信号

• 当信号到来时，进程必须停止手中一切工作去处理信号。进程会查看信号映射表，表中每个信号都对应一个信号处理器函数。

捕捉信号，然后运行自己的代码

• sigaction是一个函数包装器，是一个结构体。
• 创建sigaction以后，需要用sigaction()函数来让操作系统知道它的存在
• 有一个例外，代码捕捉不到SIGKILL信号，也没法忽略它
• 在自定义的信号处理函数中使用raise()，这样程序就能在接收到低级别的信号时引发更高级别的信号

定时器

• 不要同时使用alarm()和sleep()。两者都使用了间隔计时器，因此同时使用这两个函数会发生冲突。

• 一个进程只有一个定时器。因此每次调用alarm()函数都会重置定时器

  定时器由操作系统的内核管理，如果一个进程有很多定时器，内核就会变得很慢，因此操作系统需要限制进程能使用的定时器个数。

• 信号可以让程序从容结束，而间隔定时器可以帮助处理一些超时任务。

网络编程（323~）

C程序用数据流读写字节。如果想要写一个与网络通信的程序，就需要一种新数据流——套接字。

• 在使用套接字与客户端程序通信前，服务器需要经历四个阶段：

  1. 绑定（Bind）

     • 为了绑定它（端口），你需要两样东西：套接字描述符（还记得“文件描述符”吗？）和套接字名。

  2. 监听（Listen）

  3. 接受（Accept）

  4. 开始（Begin）

• 之前见过的数据流都可以用fprintf()和fscanf()与它们通信。但套接字是双向的：

  • 如果想向套接字输出数据，就要用send()函数；
  • recv()函数；

• 绑定端口有延时：当你在某个端口绑定了套接字，在接下来的30秒内，操作系统不允许任何程序再绑定它，包括上一次绑定这个端口的程序。

• recv()读取数据

  • 字符串不以\0结尾。
  • 当用户在telnet输入文本时，字符串以\r\n结尾。
  • recv()将返回字符个数，如果发生错误就返回-1，如果客户端关闭了连接，就返回0。
  • recv()调用不一定能一次接收到所有字符。
  • revc()用起来十分繁琐，最好把它封装在某个函数中

• getaddrinfo()获取域名的地址

  • getaddrinfo()会在堆上创建一种叫名字资源的新数据结构
  • 因为名字资源在堆上创建，所以要用一个叫freeaddrinfo()的函数清除它

多线程（342~）

你可以使用很多线程库，这里我们将使用最流行的一种：POSIX线程库，也叫pthread。

• 线程函数的返回类型必须是void*。

• 可以用pthread_create()创建并运行线程。

• 如果程序运行完这段代码就结束了，线程也会随之灭亡，因此必须等待线程结束：

  • pthread_join()会接收线程函数的返回值，并把它保存在一个void指针变量中

• 通常当两个线程读写相同变量时，代码就是非线程安全的。

• PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER实际上是一个宏，当编译器看到它，就会插入创建互斥锁的代码。

• 如果你希望把某个整型值传给线程，并让它返回某个整型值，一种方法是：

  • 用long，因为它的大小和void指针相同，可以把它保存在void指针变量中

问：怎样设计高效的多线程程序？ 答：减少线程需要访问的共享数据的数量。

写在最后

另一种理解思路：

• C语言允许你创建只能在函数局部作用域访问的全局变量：

  • 函数内：static关键字会把变量保存在存储器中的全局量区。

• static关键字用来控制变量或函数的作用域

  • 函数外使用static关键字，表示“只有这个.c文件中的代码能使用这个变量（或函数）”

关于“自动化测试”，你又了解多少？

之前读书时做的笔记全部誊抄、整理完毕，上篇中的知识点基本都已熟悉掌握，下篇的内容因为学校时练习不多，实际做项目经验也很少，所以只处于了解、知道的层次，勤复习，多练习。笔记内容包含编程过程中的“为什么这样”，也包括一些具体的语法细节、函数使用（实际上后者是不应该杂糅到一起的，但是基础太差）。在以后的复习、练习过程中，争取将语法细节、函数使用这些具体化的内容一点点去掉。

C++ 获取系统时间

有的帖子真心写的很好，你都想帮作者打广告。有的烂到即使你从里面学到了知识，你也不想再见到它，你都不想在自己的笔记里放它的链接，不然说不准哪天又点进去浪费自己的时间。

说一下思路：

1. 使用开发语言自身的标准库。对于 C++ 来说，使用 C 的或者 C++ 的
2. 使用第三方库，如果有的话
3. 使用系统相关 API。缺点在于不能跨平台

使用 cpp 中常用容器时，的注意事项。

不要保存 end 返回的迭代器

当我们添加或删除 vector 或 string 的元素后，或在 deque 中首元素之外任何位置添加或删除元素后，原来 end 返回的迭代器总是会失效。因此，添加或删除元素的循环程序必须反复调用 end，而不能在循环之前保存 end 返回的迭代器，一直当做容器末尾使用。

std::map 遍历删除元素

对容器进行增、删元素操作，可能会使迭代器失效。关于这一点，复习 《C++ Primer》 P315

正确的写法：（只需要记住正确的写法，其他的即便不是错的也是不规范的）

C++11 标准下，使用 erase() 返回值更新迭代器：返回值 Iterator following the last removed element.

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// erase all odd numbers from c
for(auto it = c.begin(); it != c.end(); ) {
    if(it->first % 2 != 0)
        it = c.erase(it);
    else
        ++it;
}

C++11 之前，erase() 成员没有返回值。怎么遍历删除自行 Google 吧

在《Effective C++》条款 27 强调尽量少做转型动作，参考此条款中的内容整理笔记。

在 C++ 中转型是一个你会想带着极大尊重去亲近的一个特性。

我们先回顾转型的语法，然后回过头再看怎么赋予类型转型的能力。

隐式转型

我们经常接触的隐式转换发生于内置类型中的数值类型之间。但往往因为过于自然，反而忽略了转型动作的存在。

由生产者-消费者模式展开，学习其编程的最佳实践，却发现自己不知“信号量”的概念，忘了PV操作，困惑于“使用数组做循环队列时，判断满、空的条件怎么写”，为什么不直接使用 STL 的容器做队列？进出队列是不是严格需要锁？获取队列大小时是不是严格需要锁？

进程和线程管理

参考来源：C 语言中文网

进程控制块（PCB）

为了使参与并发执行的程序（含数据）能独立地运行，必须为之配置一个专门的数据结构，称为进程控制块(Process Control Block, PCB)。系统利用PCB来描述进程的基本情况和运行状态，进而控制和管理进程。相应地，由程序段、相关数据段和PCB三部分构成了进程映像（进程实体）。所谓创建进程，实质上是创建进程映像中的PCB；而撤销进程，实质上是撤销进程的PCB。值得注意的是，进程映像是静态的，进程则是动态的。

在学习 C++ 的时候经常见到“资源获取即初始化”这句话。一直困惑这句话要表达的意思，是强调“资源获取”还是强调“初始化”，字面意思：获得系统资源这个行为就是“初始化”。不理解到底是指什么。

维基百科怎么说？

我们看 RAII-Wikipedia 中的叙述：

RAII全称为Resource Acquisition Is Initialization，它是在一些面向对象语言中的一种惯用法。XX 在设计C++异常时，为解决资源管理时的异常安全性而使用了该用法。

RAII要求，资源的有效期与持有资源的对象的生命期严格绑定，即由对象的构造函数完成资源的分配(获取)，同时由析构函数完成资源的释放。在这种要求下，只要对象能正确地析构，就不会出现资源泄露问题。

The Biggest Changes in C++11 (and Why You Should Care)，译文：C++11 的重大改变

事实上，核心 C++11 已经有了很大的改变。C++11 标准库同样增加了新的内容。捎带一句，C++11, also formerly known as C++0x …

Core

事实上，核心 C++11 已经有了很大的改变。现在它支持 lambda 表达式，自动类型推断，统一的初始化语法，委托构造函数，已删除和默认函数声明，nullptr，以及最重要的，右值引用——一种预言将会改变创造和处理对象方法的技术。

Lambda 表达式

• 匿名函数
• Lambda 表达式有何用处？如何使用？ - KE meng 的回答
• C++ 中的 Lambda 表达式
• 查看 C++ Primer 有关章节，讲解的很详细的。

lambda 的函数调用运算符为 const-by-value，但对 mutable 关键字的使用可将其取消。

自动类型推断和 decltype

赋予 auto 关键词新生： 数据存储类型

auto 自动推导类型，轻度用户（不涉及模板）谨慎使用，在书写便利和代码易读两者之间寻求，滥用降低代码可读性。

注意使用的限制

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size_t length = 10;
int diff = 0 - length;
auto diff2 = 0 - length;
// diff != diff2
cout << (0 - length) << endl;
// NOTE 并未像我们预期的那这样子输出 -10

统一初始化语法

列表初始化：初始化操作的多种变体是令人感觉困扰的重要原因之一。C++11 使用统一的大括号标记清除了这种混乱。

POD (程序设计) - wikipedia

• C++ 类 - wikipedia，其中提到了“聚合类”和“POD”结构。值得抽时间全部看看

• 怎样理解 C++ 中的 Aggregate 和 POD 类型，这是译文—An answer from stackoverflow，这是原文。强调理论。建议查看原文，其中 “What changes for C++11?” 一节在 cnblog 中并未出现，而关于 POD 的定义，C++03 标准和 C++11 并不相同。 这是后半部分,怎样理解 C++ 11 中的 trivial 和 standard-layout

  新标准中已经很少使用 POD 这个术语了，而是更多的在使用更精确的概念：trival和stand-layout。

• 【C++11】POD 数据类型，只放定义和代码，看不懂。强调实用性。

看了以上几篇帖子之后，知道了几个名词：Aggregate 和 POD，trivial 和 standard-layout。但详细的概念很是混乱，其中一条条的“是与不是”、“有与没有”难道是让人用来背诵记忆的吗？实用主义不要求学究钻研，编码过程用到了再回来复习。目前，水过不学了。其实真要较真的话，应该直接去找 C++ 的新标准，网上的终究是个参考，会有出入。

删除和默认函数

• 多看书，多写代码

nullptr

• 在此之前是什么样子？会有什么问题？深度探索一下。

• c++11 中的 nullptr 详解

• NULL 和 0 - 蓝色的回答

  • 不推荐使用宏，甚至不承认宏。包括 NULL，C++标准是没有承认 NULL 是 null pointer constant 的。
  • 赋予 null pointer，应该是使用 0，而非 NULL

委托构造函数

• 减少代码量？
• 委托构造函数在初始化列表中调用目标构造函数。我们把调用者称为委托构造函数，被调用者称为目标构造函数。
• 委托构造函数（Delegating constructors）

右值引用

• 区分“左值”和“右值”。引用自 右值引用 - wikipedia

  在C++11提出右值引用之前，C++03及更早的C++标准中，表达式的“值分类”（value categories）属性为左值或右值。左值是对应（refer to）内存中有确定存储地址的对象的表达式的值，而右值是所有不是左值的表达式的值。因而，右值可以是字面量、临时对象等表达式。能否被赋值不是区分C++左值与右值的依据。C++的const左值是不可赋值的；而作为临时对象的右值可能允许被赋值。左值与右值的根本区别在于是否允许取地址&运算符获得对应的内存地址。

• 移动语义？学习 C++ Prime

  • 移动构造函数、移动赋值运算符

  C++11 标准库大量使用了移动语义。许多算法和容器也为移动语义做了优化。

• 【译】详解 C++ 右值引用，阅读笔记如下

  1. 概述中 # &foobar() 是取 foobar() 函数执行结果的地址，而不是函数指针，&foobar 才是函数指针。

  2. 右值引用，总算渐渐明朗了。但前提是分清左值/右值。

     const 常量是左值，还是右值呢？——左值，因为 const int max = 100; 中 max 是可以使用 & 取地址的。

  3. move语义# 中“当赋值操作符的右边是右值的时候，我们希望赋值操作符被定义成下面这样：”，醍醐灌顶啊

     此处的右值，在后续代码中可能会再次被用来给变量赋值吗？

     “move语义：当一个变量（a）作为拷贝构造函数或者赋值的来源时，这个变量要么就是以后都不会再使用，要么就是（使用时）作为赋值操作的目标（a = b）。”

     也就是，这个变量不能再用了。

     ——参考 右值引用是右值吗？#

     “move语义的重点在于将其应用于那些不重要的东西上面，那些move之后会马上销毁而不会被再次用到的东西上面。”

  4. 强制move语义# 中：

     C++11中的swap函数是这样的:…

     swap函数不能只做 a = std::move(b); 吗？

     值得注意的是对那些没有实现move语义的类型来说（没有针对右值引用重载拷贝构造函数和赋值操作符），新的swap仍然和旧的一样。

     可能只是为了兼容。参考 Debian8Light 代码验证。

  5. 右值引用是右值吗# 中读不懂：

     理论上来说goo()所引用的对象也可能在X x = goo();后被访问的到。但是回想一下，这种行为不正是我们想要的吗？我们也想随心所欲的在左值上面使用move语义。

  6. move语义与编译器优化# 暂时读不懂

  7. 完美转发相关内容暂时未看，涉及范型编程之泛型函数

• C++11 标准新特性: 右值引用与转移语义

• 一文读懂 C++ 右值引用和 std::move

• 左值引用、右值引用

Library

2003年，C++ 以库技术报告 1（TR1）的形式经历了一次大型重构。TR1 包含了新的容器类（unordered_set，unordered_map，unordered_multiset 和 unordered_multimap）和许多新的库，例如正则表达式，元组，函数对象包装器。随着 C++11 的颁布，TR1 连同新的库一起正式集成到 C++ 标准中。下面是 C++11 标准库的特性：

线程库

毫无疑问，从程序员角度看，C++11 最重要的改进就是并发。

新的智能指针类

C++98 只定义了一个智能指针类 auto_ptr，而这个类现在已经被废弃了。

C++11 包含了新的智能指针类：shared_ptr 、weak_ptr 和最近新加的 unique_ptr。

weak_ptr 是多线程下，判断某一（在多个线程中共享的）对象是否 alive 的唯一方法。

新的算法

THE END

延伸阅读：

• C++11 FAQ中文版
• C++11 - wikipedia，还是很值得一看的。
• C++11 中值得关注的几大变化（详解）

笔记针对以下问题：

1. 在c语言中，sizeof运算符和strlen()函数有什么区别的？
2. 如果/字符串/字符指针/用来存储汉字，对于这两者的计算结果有影响吗？
3. 在C++中，sizeof运算符和strlen()函数的定位？
4. 在C++中，string的lengt()和size()
5. 在C++中，string用来存储汉字时，……

在 C++ 中怎么去除字符串首尾的空格？怎么去掉字符串中所有的空格？

网上可以查到很多，有用 C 写的，有用纯 C++ 写的，混合的更是大有人在。功能都能实现，但哪个是最佳实践的？有以下几个标准 or 问题？

• 代码足够简洁
• 怎么保证效率？
• 通用性：跨平台
• 要不要考虑 C 调用问题？