本篇文章，仅为个人学习的记录。

1. C++ 基础编程

1.1 如何撰写 C++ 程序

由于之前已经学习过相关内容，就不再记录简单的知识点，在这里记录一下课后习题中几个有意思的点，并且是这解释一下。

先看一段简单的代码：

#include <iostream>  
#include <string>  
  
using namespace std;  
  
int main() {  
    string name;  
    cout << "Enter your name: ";  
    cin >> name;  
    cout << "Hello, " << name << "!" << endl;  
    return 0;  
}

将头文件 string 注释掉会发生什么？
将 using namespace std; 注释掉呢？
将 main 修改成 mymain 呢？

问题一

与预期不同，这样做并没有产生错误信息，而是正常编译通过，运行时也没有错误。但并不代表这就是正确的！！！

可能是以下几点导致的：

间接包含，能在其他包含的头文件（如 <iostream>）中间接地包含了 <string>。不过标准库 iostream 并不包含 string，所以可以排除这一点
编译器宽松设置：编译器可能在宽松的设置下忽略一些缺失的头文件声明，但这不是标准行为，可能会导致不可移植的代码。所以，请不要这么干！！！

问题二

如上图所示，产生了很多 undeclared identifier 的错误，想要在不使用命名空间的情况下解决这个问题，就要在使用标准库的名称前加上 std:: 前缀。

想要解释这个问题，需要先理解什么是命名空间参考： C++ 命名空间

问题三

简单解释一下：main 函数是程序的入口点，必须存在并且名称必须是 main。修改成其他名称后，程序仍然可以编译，但无法正常执行，因为没有定义入口点。

上面解释了为什么需要 main ，但是在执行 main 前，程序还做了许多工作，参考：# CPP程序从诞生到死亡做了什么？

1.2 对象的定义与初始化

初始化语法

为了解决 “=” 运算符无法赋多个初值的问题，引入了构造函数语法，如在标准库中的复数类，在初始化时就要写成complex<double> purei(0, 7); 表示 0 + 7i。

1.3 撰写表达式

1.4 条件语句与循环语句

1.5 如何运用 Array 和 vector

1.6 指针带来弹性

1.7 文件的读写

要进行文件的读写操作，首先得包含 fstream 头文件： #include <fstream>；
为了打开一个可供输出的文件，我们定义一个 ofstream 对象，并将文件名传入：

// 1. 打开文件并清空
ofstream outfile("test.txt"); // 以输出模式开启文件

// 2. 打开文件以追加形式写入
ofstream outfile("test.txt", ios_base::app);

ifstream infile("test.txt"); // 以读取模式打开 infile

如果指定文件不存在，则创建文件并用于输出，如果存在则打开进行输出。

2. 面向过程的编程风格

2.1 如何编写函数

一个函数由四个部分组成：返回类型、函数名、函数体和参数列表。

2.2 调用函数

在这一部分，需要关注一个很重要的问题，参数的传递方式：传址和传值

传值

首先看一下，下面的代码：

void swap(int val1, int val2) {
	int temp = val1;
	val1 = val2;
	val2 = temp;
}

这个代码非常的容易理解，作用就是将 val1 与 val2 交替，然而我们调用这个函数执行却会发现，并没有达到我们想要的结果。

如果使用调试器去单步调试会发现，swap 函数被正常执行了，所以问题是出现在了传递方式或者返回值上。在这里，我们主要讨论传递参数。

事实上，在上面的代码中，调用 swap函数时，对象进行了一次复制，而原对象与副本就不再有任何关系了。

当调用一个函数时，会在内存中建立起一个特殊区域，称为“程序堆栈”。这块特殊区域提供了每个参数的储存空间，也提供了函数所定义的每个对象的内存空间——我们把这些对象称为 local object（局部对象）。一旦函数完成，这块内存就会被释放掉，或者说从程序堆栈中 pop 出来。

传址

这种传参方式就是“传值”。为了解决这一问题，需要使用另一种传参方式：“传址（pass bu reference）”。

void swap(int &val1, int &val2) {
	int temp = val1;
	val1 = val2;
	val2 = temp;
}

& 是取址符，其实我们看一下传址的英文名称：pass by reference。reference 是引用的意思，也就是一个变量的别名。所以说这种传递方式本质上是给原参数起了一个别名，对象本身不会进行复制，而是复制了原参数的地址。

这种传参方式还有一个显著的优点，由于不会复制对象，在对象内存较大时，它可以节约内存空间，提高性能。但是如果我们不希望参数被修改，就要加一点防护措施，使用 const 关键字进行修饰，如下面的代码：

1
2
3

void display(const vector<int> &vec) {
	// 打印数组
}

传指针

与传地址区别不大，只是写法上有细微区别。

2.3 提供默认参数值

2.4 使用局部静态对象

2.5 声明 inline 函数

inline 函数是一种建议编译器将函数代码直接插入到调用点的优化技术，这样做减少了函数调用的开销，避免了常规函数调用的栈操作和跳转。

使用场景：通常用于短小的函数
编译器建议：inline 只是对编译器的建议，编译器可能会根据具体情况决定是否真的将函数内联。

2.6 提供重载函数

为了解决参数列表不同（参数类型不同、个数不同）引入了函数重载。由编译器根据传入的实际参数与每个重载函数进行比对，来选择调用重载函数。

2.7 定义使用模版参数

template <typename elemType>
void display(const string &msg, const vector<elemType> &vec) {
	cont << msg;
	for(int i = 0; i < vec.size(); i++) {
		elemType t = vec[i];
		cout << t << '';
	}
}

函数模版（function template）以关键字 template 开场，紧接着以成对的<>包围一个或多个标识符。这些标识符用来表示我们希望推导决定的数据类型。

标识符事实上起到一个占位符的作用。

函数重载与模版的区别：
一般来说，如果函数根据传入参数不同，具备多种实现方式，可以选择函数重载。如果希望函数主体代码不变，仅仅改变其中的数据类型，可以使用函数重载。

2.8 函数指针带来更大的弹性

太抽象了，看个视频吧：指针函数与函数指针

2.9 设定头文件

头文件中通常声明了类、函数、常量等信息。向其他文件暴露接口，以便文件引用。

3. 泛型编程风格

Standard Template Library(STL) 主要有两种组件构成

容器：vector list set map……
泛型算法：find() sort() replace() ……（泛型指算法与算法想要操作的元素类型无关）

3.1 指针的算术运算

首先看一段代码，如下：

1	int min( int array[24] );

这个函数似乎要求输入的参数是一个由24个元素的 array ，并且以传值的方式传参。事实上，这两个加上都是错误的，array 并不会以传值的方式复制一份，而且可以传递任意大小的 array 给 min()。

这是因为，当数组被传递给函数时，或是由函数返回，本质上仅有第一个元素的地址被传递。所以上面的函数声明可以写成：

1	int min( int* array) ;

即使我们传入的是一个 array 的首地址，但是仍然可以使用下标运算符array[i] 来访问元素，因为下表运算符本质上就是起始地址加上偏移量，计算得到元素地址。

3.2 了解 Iterator（泛型指针）

类似但不完全等于传统指针。迭代器（泛型指针）是在底层指针的基础上提供了一层抽象，取代程序原本“指针直接操作”的方式，适用于不同容器。

至于这个抽象层是如何实现的，说实话，我没看懂……看个视频吧：几分钟听到迭代器

3.3 所有容器的共通操作

3.4 使用顺序型容器

3.5 使用泛型算法

search()：比对某个容器中是否存在某个子序列。如，在 {1,3,5,3,2} 查找 {3,5,3}，它会返回 1，即子序列起始处。

3.6 如何设计一个泛型算法

Function Objects：算术运算，关系运算和逻辑运算
- 算术运算：plus

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