360-c++開發(fā)面經(jīng)（三）

一、限制符號的作用域只在本程序文件

若變量或函數(shù)（統(tǒng)稱符號）使用static修飾，則只能在本程序文件內(nèi)使用，其他程序文件不能調(diào)用（非static的可以通過extern 關(guān)鍵字聲明該變量是在其他文件內(nèi)定義的，此文件可調(diào)用）。不加static修飾的，則默認(rèn)是可以被其他程序文件調(diào)用的。

本程序文件內(nèi)的非static函數(shù)也可以隨意調(diào)用static的變量和函數(shù)。只是限制了外部程序文件的函數(shù)不能調(diào)用。

原理：默認(rèn)的變量和函數(shù)名（統(tǒng)一稱為符號）在編譯成匯編代碼.s文件時(shí)，會有.globl func_name，.globl指示告訴匯編器，func_name這個(gè)符號要被鏈接器用到（匯編文件在經(jīng)過匯編器處理成二進(jìn)制的.o文件時(shí)，符號會被變量或函數(shù)實(shí)際的地址值代替），所以要在目標(biāo)文件的符號表中標(biāo)記它是一個(gè)全局符號。如果一個(gè)符號沒有用.globl聲明，就表示這個(gè)符號不會被鏈接器用到。而static關(guān)鍵字修飾的符號在編譯成匯編代碼.s文件時(shí)，就不會被.globl聲明，因此不會參與后序鏈接就不會被其他程序文件調(diào)用到。

（不同程序文件的函數(shù)變量互相調(diào)用是在鏈接各個(gè).o文件步驟后進(jìn)行的，前面預(yù)編譯、編譯、匯編步驟都是對單個(gè)程序文件進(jìn)行操作）

二、指定變量的存儲位置

對于函數(shù)內(nèi)的變量。auto變量（函數(shù)局部變量）都是在棧內(nèi)存區(qū)存放，函數(shù)結(jié)束后就自動(dòng)釋放。但是全局的和函數(shù)內(nèi)定義的static變量都是存放在數(shù)據(jù)區(qū)的，且只存一份，只在整個(gè)程序結(jié)束后才自動(dòng)釋放。

由于static變量只存一份即同一地址，所以不管函數(shù)調(diào)用多少次，函數(shù)內(nèi)定義static變量的語句只會在第一次調(diào)用時(shí)執(zhí)行，后面調(diào)用都不執(zhí)行也不再初始化，而是對該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

三、C++類的靜態(tài)成員變量

是屬于類，而不屬于某個(gè)實(shí)例對象，因此也只有一個(gè)地址保存一份數(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)區(qū)。在類中只是聲明，并不是定義，因此不分配內(nèi)存，對類用sizeof求大小也不會將static變量得大小加入。

必須在類聲明的外部，以及main()函數(shù)的外部，也就是全部變量區(qū)域?qū)︻惖膕tatic成員變量再次定義（定以后才分配唯一內(nèi)存，此時(shí)該類靜態(tài)成員變量相當(dāng)于是全局的靜態(tài)變量了，只是調(diào)用的時(shí)候要使用類名加::）。若只定義不賦值初始化，則默認(rèn)初始化為0。

public的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員既可以通過類名引用，也可以通過對象名引用（會自動(dòng)轉(zhuǎn)換成類名引用）。

四、C++類的靜態(tài)成員函數(shù)

只能調(diào)用本類的靜態(tài)成員變量或函數(shù)，不能調(diào)用本類的非靜態(tài)成員函數(shù)和變量。因?yàn)榉庆o態(tài)成員函數(shù)和變量在類成員函數(shù)中調(diào)用時(shí)，都是由形參中隱含一個(gè)指向當(dāng)前實(shí)例對象的this指針來調(diào)用。然而靜態(tài)成員函數(shù)沒有這個(gè)this形參。

一個(gè)空類含有的函數(shù)：

class Empty{  }; //  等價(jià)于class Empty{public:Empty(){                           //默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)      }Empty(const Empty& rhs){           //拷貝構(gòu)造函數(shù)      }~Empty(){                          //析構(gòu)函數(shù) }Empty& operator=(const Empty rhs){ //重載賦值操作符函數(shù)      }        Empty* operator & ();                      // 取址運(yùn)算符            const Empty* operator & () const;       // 取址運(yùn)算符const  };

這些函數(shù)只有在被調(diào)用的時(shí)候才會被編譯器創(chuàng)建出來。

Empty e1；                   // 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

Empty e2(e1);               // 拷貝構(gòu)造函數(shù)

e2 = e1;                    //重載賦值操作符

拷貝構(gòu)造函數(shù)和重載賦值操作符函數(shù)用于將來源對象的每一個(gè)非靜態(tài)成員變量拷貝到目標(biāo)對象。

如果類中含有指針型的數(shù)據(jù)成員、需要使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存，程序員最好顯式定義自己的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，避免各種可能出現(xiàn)的內(nèi)存錯(cuò)誤。

默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)是淺拷貝，可能導(dǎo)致兩個(gè)指針指向了堆里的同一個(gè)空間，在銷毀對象時(shí)，兩個(gè)對象的析構(gòu)函數(shù)將對同一個(gè)內(nèi)存空間釋放兩次，從而引發(fā)錯(cuò)誤。

對于對象中動(dòng)態(tài)成員，就不能簡單賦值，而應(yīng)該重新動(dòng)態(tài)分配空間。

class Rect{    public:        Rect()      // 構(gòu)造函數(shù)，p指向堆中分配的一空間        {            p = new int(100);        }        Rect(const Rect& r)        {            width = r.width;            height = r.height;            p = new int;    // 為新對象重新動(dòng)態(tài)分配空間            *p = *(r.p);        }        ~Rect()     // 析構(gòu)函數(shù)，釋放動(dòng)態(tài)分配的空間        {            if(p != NULL)            {                delete p;            }        }    private:        int width;        int height;        int *p;     // 一指針成員};

數(shù)組：

數(shù)組是將元素在內(nèi)存中連續(xù)存放，由于每個(gè)元素占用內(nèi)存 相同，可以通過下標(biāo)迅速訪問數(shù)組中任何元素。但是如果要在數(shù)組中增加一個(gè)元素，需要移動(dòng)大量元素，在內(nèi)存中空出一個(gè)元素的空間，然后將要增加的元素放在其 中。同樣的道理，如果想刪除一個(gè)元素，同樣需要移動(dòng)大量元素去填掉被移動(dòng)的元素。如果應(yīng)用需要快速訪問數(shù)據(jù)，很少或不插入和刪除元素，就應(yīng)該用數(shù)組。 

 鏈表：

 鏈表恰好相反，鏈表中的元素在內(nèi)存中不是順序存儲的，而是通過存在元素中的指針聯(lián)系到一起。比如：上一個(gè)元素有個(gè)指針指到下一個(gè)元素，以此類推，直到最后 一個(gè)元素。如果要訪問鏈表中一個(gè)元素，需要從第一個(gè)元素開始，一直找到需要的元素位置。但是增加和刪除一個(gè)元素對于鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就非常簡單了，只要修改元 素中的指針就可以了。如果應(yīng)用需要經(jīng)常插入和刪除元素你就需要用鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了。 

C++語言中可以用數(shù)組處理一組數(shù)據(jù)類型相同的數(shù)據(jù)， 但不允許動(dòng)態(tài)定義數(shù)組的大小，即在使用數(shù)組之前必須確定數(shù)組的大小。而在實(shí)際應(yīng)用中，用戶使用數(shù)組之前有時(shí)無法準(zhǔn)確確定數(shù)組的大小，只能將數(shù)組定義成足夠 大小，這樣數(shù)組中有些空間可能不被使用，從而造成內(nèi)存空間的浪費(fèi)。鏈表是一種常見的數(shù)據(jù)組織形式，它采用動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的形式實(shí)現(xiàn)。需要時(shí)可以用new分配 內(nèi)存空間，不需要時(shí)用delete將已分配的空間釋放，不會造成內(nèi)存空間的浪費(fèi)。

  　　(1) 從邏輯結(jié)構(gòu)角度來看

 　　 a, 數(shù)組必須事先定義固定的長度（元素個(gè)數(shù)），不能適應(yīng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地增減的情況。當(dāng)數(shù)據(jù)增加時(shí)，可能超出原先定義的元素個(gè)數(shù)；當(dāng)數(shù)據(jù)減少時(shí)，造成內(nèi)存浪費(fèi)。

 　　 b,鏈表動(dòng)態(tài)地進(jìn)行存儲分配，可以適應(yīng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地增減的情況，且可以方便地插入、刪除數(shù)據(jù)項(xiàng)。（數(shù)組中插入、刪除數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，需要移動(dòng)其它數(shù)據(jù)項(xiàng)）

 　　(2)從內(nèi)存存儲角度來看

 　　 a,(靜態(tài))數(shù)組從棧中分配空間, 對于程序員方便快速,但自由度小。

　　  b, 鏈表從堆中分配空間, 自由度大但申請管理比較麻煩. 

 數(shù)組和鏈表的區(qū)別整理如下： 

 數(shù)組靜態(tài)分配內(nèi)存，鏈表動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存； 

 數(shù)組在內(nèi)存中連續(xù)，鏈表不連續(xù)； 

 數(shù)組元素在棧區(qū)，鏈表元素在堆區(qū)； 

 數(shù)組利用下標(biāo)定位，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，鏈表定位元素時(shí)間復(fù)雜度O(n)； 

 數(shù)組插入或刪除元素的時(shí)間復(fù)雜度O(n)，鏈表的時(shí)間復(fù)雜度O(1)。