嵌入式养成计划-41----C++ auto--lambda表达式--C++中的数据类型转换--C++标准模板库(STL)--list--C++文件操作
九十九、auto
99.1 概念
- C++11引入了自动类型推导,和Python不一样,C++中的自动类型推导,需要auto关键字来引导
- 比如 :auto a = 1.2; 会被编译器自动识别为 a 为 double 类型
99.2 作用
- auto修饰变量,可以自动推导变量的数据类型。
99.3 注意
- auto修饰变量时,必须初始化
- auto的右值,可以是右值,可以是表达式,可以函数的返回值
- auto不能修饰函数的形参
- auto不能修饰数组
- auto不能修饰非静态数据成员
99.4 用途
- auto一般修饰数据类型比较冗长的类型
- auto还可以用于依赖函数模板的模板参数
- auto还可以修饰lambda表达式
例如 :
#include <iostream>
using namespace std;int fun(int a, char b, float c, int *d, char *e, bool f,int g)
{return 1+2;
}
int main()
{//定义一个函数指针,指向该函数int (*p)(int , char , float , int *, char *, bool ,int ) = fun;//auto修饰指针auto p2 = fun;return 0;
}
#include <iostream>
using namespace std;int fun(int a, char b, float c, int *d, char *e, bool f,int g)
{return 1+2;
}
//创建一个函数模板
template <typename T>
int fun2(T a)
{auto b = a;cout << typeid (b).name() << endl;
}
int main()
{//定义一个函数指针,指向该函数int (*p)(int , char , float , int *, char *, bool ,int ) = fun;//auto修饰指针auto p2 = fun;fun2(12);fun2('2');return 0;
}
一百、lambda表达式
100.1 作用
-
当需要一个匿名的、临时的,可以捕获外界变量的函数时,可以用lambda表达式完成。
-
一般用在函数的实参
100.2 格式
[](){} //lambda表达式[捕获外界变量的方式](函数的形参列表)->return type{函数体内容}[] :捕获外界变量的方式1.[变量1,变量2] :值捕获,外界的变量和函数体内部捕获到的变量的值相同,但地址不同,表示不同的变量,不可以对该变量进行修改操作,如果想在函数体内修该变量的值,可以加上mutable2.[=] :值捕获,对外界所有的变量进行值捕获3.[&变量1, &变量2] :引用捕获(地址捕获),外界的变量和函数体内部捕获到的变量的值相同,地址也相同,是同一个变量,可以对变量修改操作,可以不用mutable4.[&] :引用捕获,对外界所有的变量进行引用捕获5.[=,&变量1, &变量2] :6.[变量1,变量2,&] :() :函数的形参列表-> 函数的返回类型
示例 :
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int a = 100, b =200, c = 300;cout << a << " main " << &a << endl;//auto fun = [a,b]()mutable{//auto fun = [=]()mutable{//auto fun = [&a,&b](){auto fun = [&](string name = "hello")->int{cout << a << " fun " << &a << endl;a = 200;cout << a << " fun " << &a << endl;cout << c << endl;//return name; 指定返回类型,就不可以随意返回类型};cout << a << " main " << &a << endl;cout << fun("hello kitty") << endl;cout << a << " main " << &a << endl;return 0;
}
一百零一、C++中的数据类型转换
101.1 概念
- C++中存在多种数据类型的转换方式,用于在不同的数据类型之间进行转换。
101.2 种类
以下是常见的数据类型转换方式:
- 隐式类型转换(自动类型转换):
这是C++编译器自动执行的类型转换,通常在表达式中出现时发生。
例如,将较小的整数转换为较大的整数类型,将整数提升为浮点数等。int num_int = 10; double num_double = num_int; // 隐式将int转换为double
- 显示类型转换(强制类型转换)
通过使用强制类型转换操作符来显示执行类型转换。
这种转换可能会导致数据的截断或者精度丢失,因此要小心使用。- 静态转换(static_cast):
用于基本数据类型之间的转换
以及父类指针/引用转换为子类指针/引用
还可以用于不同类型的指针之间的转换double num_double = 3.14; int num_int = static_cast<int>(num_double); // 显式将double转换为int
- 动态转换(dynamic_cast):
通常用于多态类之间的指针或引用类型转换,确保类型安全。
在运行时进行类型检查,只能用于具有虚函数的类之间的转换class Base {virtual void foo() {} }; class Derived : public Base {};Base* base_ptr = new Derived; Derived* derived_ptr = dynamic_cast<Derived*>(base_ptr); // 显式将基类指针转换为派生类指针
- 常量转换(const_cast):
用于添加或移除指针或引用的常量性。它可以用来去除const限定符,但要注意潜在的未定义行为const int a =10; // int *p; p = &a; // 合不合法? no
const int num_const = 5; int* num_ptr = const_cast<int*>(&num_const); // 去除const限定符
- 重新解释转换(reinterpret_cast):
执行低级别的位模式转换,通常用于指针之间的类型转换。
它可能导致未定义行为,因此要谨慎使用int num = 42; float* float_ptr = reinterpret_cast<float*>(&num); // 重新解释转换
- 静态转换(static_cast):
- C风格类型转换 : 与C语言中的类型转换方式类似,包括以下几种:
- c样式转换:
使用强制类型转换 操作符进行转换,类似与C语言中的类型转换int num_int = 10; double num_double = (double)num_int; // C样式强制类型转换
- 函数样式转换(函数式转换):
使用C++中的类型转换函数进行转换int num_int = 10; double num_double = double(num_int); // C++函数样式类型转换
- c样式转换:
101.3 注意
需要注意的是,尽管C++提供了多种类型转换方式,
但应该谨慎使用,以避免潜在的错误和问题。
特别是在使用强制类型转换时,务必确保转换操作是安全的,以避免不必要的问题。
C++关键字 :
- asm:
这是一个用于嵌入汇编语言代码的关键字。它允许你在C++代码中直接插入汇编指令,通常用于执行特定的底层操作。然而,由于现代C++提供了更强大的抽象和跨平台性,通常不建议使用这个关键字。 - explicit:
这个关键字通常用于禁止隐式类型转换的发生。当一个构造函数被声明为explicit时,它将不会在隐式类型转换中被调用,只能在显式构造函数调用中使用。 - export:
在C++中,export关键字用于指示一个模板的定义将在另一个文件中实例化。然而,在实际的C++标准中,export关键字的语法并未最终确认,并且在许多编译器中也未被实现。在C++20中,export被重新引入,但是它的主要用途是与模块化编程相关,而不是之前模板实例化的用法。 - goto:
goto是一个跳转语句,允许你无条件地将程序的控制转移到指定的标签处。然而,由于使用goto会导致代码结构变得混乱和难以维护,现代编程实践通常建议避免使用它。 - register:
在早期的C语言标准中,register关键字用于建议编译器将变量存储在寄存器中,以便提高访问速度。然而,现代编译器已经能够智能地管理寄存器分配,所以使用register关键字通常不再有明显的性能提升,并且在C++17中已被弃用。 - volatile:
volatile关键字用于告诉编译器不要对标记为volatile的变量进行优化,因为这些变量的值可能会在未知的时间被外部因素改变,比如硬件中断或多线程环境中的共享变量。这可以防止编译器对这些变量的读取和写入操作进行优化,以确保程序的行为是可预测的。
-
数据类型相关的关键字
- bool、true、false:对于bool类型数据的相关处理,值为true和false
- char、wchar_t:char是单字符数据,wchar_t多字符数据
- int、short、float、double、long:整数和实数的数据类型
- signed、unsigned:定义有符号和无符号数据的说明符
- auto:在c语言中,是存储类型,但是在C++中,是类型自动推导,注意事项有两个:
- 连续定义多个变量时,初始值必须是相同数据类型,否则报错
- auto p=&m; 与auto* p = &m;规定是一样
explicit:防止数据隐式转换
typedef:类型重定义
sizeof:求数据类型的字节运算
-
语句相关的关键字
- switch、case、default:实现多分支选择结构
- do、while、for:循环相关的关键字
- break、continue、goto:跳转语句
- if、else:选择结构
- inline:内联函数
- return:函数返回值
-
存储类型相关的关键字
static、const、volatile、register、extern、auto -
构造数据类型相关
- struct、union:结构体和共用体
- enum:枚举
- class:类
-
访问权限:public、protected、private
-
异常处理:throw、try、catch
-
类中相关使用关键字
- this:指代自己的指针
- friend:友元
- virtual:虚
- delete、default:对类的特殊成员函数的相关使用
例如:Test(const Test &) = default; ~Test() = delete; - mutable:取消常属性
- using:引入数据,有三种使用方式
- 使用命名空间的关键字
- 相当于类型重定义
- 修改子类中从父类继承下来成员的权限
- operator:运算符重载关键字
-
类型转换相关的关键字
static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast -
模板相关的关键字:template、typename
-
命名空间相关:using、namespace
-
export:导入相关模板类使用
-
内存分配和回收:new、delete
一百零二、C++标准模板库(STL)
- C++中的标准模板库(Standard Template Library),STL是标准库之一。
- 标准模板库中使用了大量的函数模板和类模板,用来对数据结构和算法的处理。
- STL的组成:容器、算法、迭代器
102.1 vector容器
- vector也是数组,称为单端数组,和普通数组有区别,普通数组是静态空间,而vector容器空间是动态拓展的。
- 动态拓展:不是在原来的空间续接新的空间,而是重新申请空间,把原来的数据拷贝到新的空间中去。
102.2 vector的构造函数
函数原型:vector< T > v; //无参构造vector(const vector &v); //拷贝构造函数vector(v.begin(), v.end()) ; //把区间[ v.begin(), v.end() )的数据拷贝给本对象vector(n, elem); //把n个elem拷贝给本对象
示例 :
#include <iostream>
#include <vector> //包含头文件vectorusing namespace std;void printVector(vector<int> &v) //算法
{vector<int>::iterator iter; //迭代器for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++){cout << *iter << " ";}cout << endl;
}
int main()
{vector<int> v; //vector容器v.push_back(10); //尾插v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);printVector(v);vector<int> v1 = v; //v1(v)printVector(v1);vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);vector<int> v3(3,99);printVector(v3);return 0;
}
102.3 vector的赋值函数
函数原型:vector &operator=(vector &v); //拷贝赋值函数assgin(v.begin(), v.end()); //把区间[ v.begin(), v.end() )的数据赋值给本对象assgin(n, elem); //把n个elem赋值给本对象
示例 :
#include <iostream>
#include <vector> //包含头文件vector
using namespace std;void printVector(vector<int> &v) //算法
{vector<int>::iterator iter; //迭代器for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++){cout << *iter << " ";}cout << endl;
}
int main()
{vector<int> v; //vector容器v.push_back(10); //尾插v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);printVector(v);vector<int> v1 = v; //v1(v)printVector(v1);vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);vector<int> v3(3,99);printVector(v3);v1 = v3;printVector(v1);v1.assign(v2.begin(), v2.end());printVector(v1);v1.assign(6,8);printVector(v1);return 0;
}
102.4 vector的容量大小
empty(); //判断是否为空
size(); //容器的大小,元素的个数
capacity(); //容量的大小
resize(); //重新设置大小
102.5 vector的插入和删除
函数原型:push_back(); //尾插pop_back(); //尾删insert(iterator pos, elem); //在迭代器所指向的位置,插入数据insert(iterator pos, n, elem); //在迭代器所指向的位置,插入n个数据erase(v.begin(), v.end()); //把这个区间的数据删除clear(); //清空
示例 :
#include <iostream>
#include <vector> //包含头文件vector
using namespace std;void printVector(vector<int> &v) //算法
{vector<int>::iterator iter; //迭代器for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++){ cout << *iter << " "; }cout << endl;
}
int main()
{vector<int> v; //vector容器v.push_back(10); //尾插v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);v.push_back(50);printVector(v);vector<int> v1 = v; //v1(v)printVector(v1);vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);vector<int> v3(3,99);printVector(v3);v1 = v3;printVector(v1);v1.assign(v2.begin(), v2.end());printVector(v1);v1.assign(6,8);printVector(v1);if(!v1.empty()){cout << v1.size() << endl;cout << v1.capacity() << endl;}v1.resize(3);printVector(v1);v1.push_back(99);printVector(v1);v1.pop_back(); //尾删printVector(v1);printVector(v2);v2.insert(v2.begin()+1,99);printVector(v2);v2.insert(v2.begin()+3,3,99);printVector(v2);v2.erase(v2.begin()+2);printVector(v2);cout << "=====================" << endl;//v2.erase(v2.begin(),v2.end());//printVector(v2);v2.clear();printVector(v2);return 0;
}
102.6 vector的元素提取
函数原型at(int idx); //下标为 idx 的元素operator[](int idx);front(); //第一个元素back(); //最后一个元素
一百零三、list
103.1 概念
-
功能:将数据进行链式存储
-
链表(list) : 是一种物理存储单元上非连续的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。
-
链表的组成 :链表由一系列节点组成
-
节点的组成 :一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个节点地址的指针域
-
STL中的链表是一个双向链循环链表
-
list的优点:
- 采用动态存储分配,不会造成内存浪费和溢出
- 链表执行插入和删除操作十分方便,修改指针即可,不需要移动大量元素-
-
list缺点:
- 链表灵活,但是空间(指针域)和 时间(遍历)额外消耗比较大
103.2 list构造函数
函数原型:list lst; //无参构造函数list(beg, end); //构造函数将[begin,end)区间中对的元素拷贝给本身list(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身list(const list& l); //拷贝构造函数
103.3 list赋值和交换
函数原型:assign(beg, end); //将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身list& operator=(const list &lst); //重载赋值符swap(lst); //将lst与本身的元素互换
103.4 list大小操作
函数原型:size(); //返回容器中元素的个数empty(); //判断容器是否为空resize(num); //重新指定容器的长度为um,若容器变长,则以默认值填充新空间//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素则被删除resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以elem值填充新空间//如果容器变短,则末尾超出容器的元素被删除。
103.5 list插入和删除
函数原型:
push_back(); //尾部插入元素
pop_back(); //删除最后一个元素
push_front(elem); //在容器的开头插入一个元素
pop_front(); //在容器的开头删除一个元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count, ele); //迭代器指向位置pos 插入count个元素ele
insert(pos,beg, end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。
erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素
clear(); //删除容器中所有的元素
remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素。
103.6 list 数据存取
函数原型:
front(); //返回第一个元素
back(); //返回最后一个元素
一百零四、C++文件操作
- 文件相关的头文件 #include
- 文件相关的三大类
- 读文件 ifstream
- 写文件 ofstream
- 读写文件 fstream
104.1 写入数据
- 包含头文件
#include - 创建流对象
ofstream ofs; - 打开文件
ofs.open(“文件名路径” , 打开方式);
打开方式 :ios::out
- 文件的打开方式 :
- 写入数据
ofs << 数据 - 关闭文件
ofs.close();
104.2 读取数据
-
包含头文件
#include -
创建流对象
ifstream ifs; -
打开文件
ifs.open(“文件名路径” , 打开方式);
ios::in -
读取数据
ifs >> 存放的变量 -
关闭文件
ifs.close();
104.3 示例
#include <iostream>
//1.包含头文件
#include <fstream>
using namespace std;int main()
{//写入数据//2.创建流对象ofstream ofs;//3.打开文件ofs.open("C:/Users/admin/Desktop/stu.txt",ios::out);//4.写入数据ofs << "姓名:张三 ";ofs << "年纪:18" << endl;//5.关闭文件流ofs.close();//2.创建流对象ifstream ifs;//3.打开文件ifs.open("C:/Users/admin/Desktop/stu.txt",ios::in);//4.读取数据char buff[1024];while (ifs >> buff){cout << buff << endl;}//5.关闭文件流ifs.close();return 0;
}
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