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41、auto、decltype和decltype(auto)的用法

(1)auto

C++11新标准引入了auto类型说明符,用它就能让编译器替我们去分析表达式所属的类型。和原来那些只对应某种特定的类型说明符(例如 int)不同,

auto 让编译器通过初始值来进行类型推演。从而获得定义变量的类型,所以说 auto 定义的变量必须有初始值。举个例子:

//普通;类型
int a = 1, b = 3;
auto c = a + b;// c为int型

//const类型
const int i = 5;
auto j = i; // 变量i是顶层const, 会被忽略, 所以j的类型是int
auto k = &i; // 变量i是一个常量, 对常量取地址是一种底层const, 所以b的类型是const int*
const auto l = i; //如果希望推断出的类型是顶层const的, 那么就需要在auto前面加上cosnt

//引用和指针类型
int x = 2;
int& y = x;
auto z = y; //z是int型不是int& 型
auto& p1 = y; //p1是int&型
auto p2 = &x; //p2是指针类型int*


(2)decltype

有的时候我们还会遇到这种情况,我们希望从表达式中推断出要定义变量的类型,但却不想用表达式的值去初始化变量。还有可能是函数的返回类型为某表达式的值类型。在这些时候auto显得就无力了,所以C++11又引入了第二种类型说明符decltype,它的作用是选择并返回操作数的数据类型。在此过程中,编译器只是分析表达式并得到它的类型,却不进行实际的计算表达式的值。

int func() {return 0};

//普通类型
decltype(func()) sum = 5; // sum的类型是函数func()的返回值的类型int, 但是这时不会实际调用函数func()
int a = 0;
decltype(a) b = 4; // a的类型是int, 所以b的类型也是int

//不论是顶层const还是底层const, decltype都会保留   
const int c = 3;
decltype(c) d = c; // d的类型和c是一样的, 都是顶层const
int e = 4;
const int* f = &e; // f是底层const
decltype(f) g = f; // g也是底层const

//引用与指针类型
//1. 如果表达式是引用类型, 那么decltype的类型也是引用
const int i = 3, &j = i;
decltype(j) k = 5; // k的类型是 const int&

//2. 如果表达式是引用类型, 但是想要得到这个引用所指向的类型, 需要修改表达式:
int i = 3, &r = i;
decltype(r + 0) t = 5; // 此时是int类型

//3. 对指针的解引用操作返回的是引用类型
int i = 3, j = 6, *p = &i;
decltype(*p) c = j; // c是int&类型, c和j绑定在一起

//4. 如果一个表达式的类型不是引用, 但是我们需要推断出引用, 那么可以加上一对括号, 就变成了引用类型了
int i = 3;
decltype((i)) j = i; // 此时j的类型是int&类型, j和i绑定在了一起


(3)decltype(auto)

decltype(auto)是C++14新增的类型指示符,可以用来声明变量以及指示函数返回类型。在使用时,会将“=”号左边的表达式替换掉auto,再根据decltype的语法规则来确定类型。举个例子:

int e = 4;
const int* f = &e; // f是底层const
decltype(auto) j = f;//j的类型是const int* 并且指向的是e


《auto和decltype的用法总结》:https://www.cnblogs.com/XiangfeiAi/p/4451904.html

《C++11新特性中auto 和 decltype 区别和联系》:https://www.jb51.net/article/103666.htm

42、public,protected和private访问和继承权限/public/protected/private的区别?

  • public的变量和函数在类的内部外部都可以访问。

  • protected的变量和函数只能在类的内部和其派生类中访问。

  • private修饰的元素只能在类内访问。

(一)访问权限

派生类可以继承基类中除了构造/析构、赋值运算符重载函数之外的成员,但是这些成员的访问属性在派生过程中也是可以调整的,三种派生方式的访问权限如下表所示:注意外部访问并不是真正的外部访问,而是在通过派生类的对象对基类成员的访问。

派生类对基类成员的访问形象有如下两种:

  • 内部访问:由派生类中新增的成员函数对从基类继承来的成员的访问
  • 外部访问:在派生类外部,通过派生类的对象对从基类继承来的成员的访问

(二)继承权限

public继承

公有继承的特点是基类的公有成员和保护成员作为派生类的成员时,都保持原有的状态,而基类的私有成员任然是私有的,不能被这个派生类的子类所访问

protected继承

保护继承的特点是基类的所有公有成员和保护成员都成为派生类的保护成员,并且只能被它的派生类成员函数或友元函数访问,基类的私有成员仍然是私有的,访问规则如下表

private继承

私有继承的特点是基类的所有公有成员和保护成员都成为派生类的私有成员,并不被它的派生类的子类所访问,基类的成员只能由自己派生类访问,无法再往下继承,访问规则如下表

43、如何用代码判断大小端存储

大端存储:字数据的高字节存储在低地址中

小端存储:字数据的低字节存储在低地址中

例如:32bit的数字0x12345678

所以在Socket编程中,往往需要将操作系统所用的小端存储的IP地址转换为大端存储,这样才能进行网络传输

小端模式中的存储方式为:

大端模式中的存储方式为:

了解了大小端存储的方式,如何在代码中进行判断呢?下面介绍两种判断方式:

方式一:使用强制类型转换-这种法子不错

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 0x1234;
    //由于int和char的长度不同,借助int型转换成char型,只会留下低地址的部分
    char c = (char)(a);
    if (c == 0x12)
        cout << "big endian" << endl;
    else if(c == 0x34)
        cout << "little endian" << endl;
}



方式二:巧用union联合体

#include <iostream>
using namespace std;
//union联合体的重叠式存储,endian联合体占用内存的空间为每个成员字节长度的最大值
union endian
{
    int a;
    char ch;
};
int main()
{
    endian value;
    value.a = 0x1234;
    //a和ch共用4字节的内存空间
    if (value.ch == 0x12)
        cout << "big endian"<<endl;
    else if (value.ch == 0x34)
        cout << "little endian"<<endl;
}



《写程序判断系统是大端序还是小端序》:https://www.cnblogs.com/zhoudayang/p/5985563.html

44、volatile、mutable和explicit关键字的用法

(1)volatile

volatile 关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如:操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

当要求使用 volatile 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。

volatile定义变量的值是易变的,每次用到这个变量的值的时候都要去重新读取这个变量的值,而不是读寄存器内的备份。多线程中被几个任务共享的变量需要定义为volatile类型。

volatile 指针

volatile 指针和 const 修饰词类似,const 有常量指针和指针常量的说法,volatile 也有相应的概念

修饰由指针指向的对象、数据是 const 或 volatile 的:

const char* cpch;
volatile char* vpch;


指针自身的值——一个代表地址的整数变量,是 const 或 volatile 的:

char* const pchc;
char* volatile pchv;



注意:

  • 可以把一个非volatile int赋给volatile int,但是不能把非volatile对象赋给一个volatile对象。
  • 除了基本类型外,对用户定义类型也可以用volatile类型进行修饰。
  • C++中一个有volatile标识符的类只能访问它接口的子集,一个由类的实现者控制的子集。用户只能用const_cast来获得对类型接口的完全访问。此外,volatile向const一样会从类传递到它的成员。

多线程下的volatile

有些变量是用volatile关键字声明的。当两个线程都要用到某一个变量且该变量的值会被改变时,应该用volatile声明,该关键字的作用是防止优化编译器把变量从内存装入CPU寄存器中。如果变量被装入寄存器,那么两个线程有可能一个使用内存中的变量,一个使用寄存器中的变量,这会造成程序的错误执行。volatile的意思是让编译器每次操作该变量时一定要从内存中真正取出,而不是使用已经存在寄存器中的值。

(2)mutable

mutable的中文意思是“可变的,易变的”,跟constant(既C++中的const)是反义词。在C++中,mutable也是为了突破const的限制而设置的。被mutable修饰的变量,将永远处于可变的状态,即使在一个const函数中。我们知道,如果类的成员函数不会改变对象的状态,那么这个成员函数一般会声明成const的。但是,有些时候,我们需要在const函数里面修改一些跟类状态无关的数据成员,那么这个函数就应该被mutable来修饰,并且放在函数后后面关键字位置

(3)explicit

explicit关键字用来修饰类的构造函数,被修饰的构造函数的类,不能发生相应的隐式类型转换,只能以显示的方式进行类型转换,注意以下几点:

  • explicit 关键字只能用于类内部的构造函数声明上

  • explicit 关键字作用于单个参数的构造函数

  • 被explicit修饰的构造函数的类,不能发生相应的隐式类型转换

45、什么情况下会调用拷贝构造函数

  • 用类的一个实例化对象去初始化另一个对象的时候
  • 函数的参数是类的对象时(非引用传递)
  • 函数的返回值是函数体内局部对象的类的对象时 ,此时虽然发生(Named return Value优化)NRV优化,但是由于返回方式是值传递,所以会在返回值的地方调用拷贝构造函数

另:第三种情况在Linux g++ 下则不会发生拷贝构造函数,不仅如此即使返回局部对象的引用,依然不会发生拷贝构造函数

总结就是:即使发生NRA优化的情况下,Linux+ g++的环境是不管值返回方式还是引用方式返回的方式都不会发生拷贝构造函数,而Windows + VS2019在值返回的情况下发生拷贝构造函数,引用返回方式则不发生拷贝构造函数

在c++编译器发生NRV优化,如果是引用返回的形式则不会调用拷贝构造函数,如果是值传递的方式依然会发生拷贝构造函数。

在VS2019下进行下述实验:

举个例子:

class A
{
public:
    A() {};
    A(const A& a)
    {
        cout << "copy constructor is called" << endl;
    };
    ~A() {};
};

void useClassA(A a) {}

A getClassA()//此时会发生拷贝构造函数的调用,虽然发生NRV优化,但是依然调用拷贝构造函数
{
    A a;
    return a;
}


//A& getClassA2()//  VS2019下,此时编辑器会进行(Named return Value优化)NRV优化,不调用拷贝构造函数 ,如果是引用传递的方式返回当前函数体内生成的对象时,并不发生拷贝构造函数的调用
//{
//    A a;
//    return a;
//}


int main()
{