C++ 系列课：字符与字符串 by 小彭老师（ @archibate ） 课件 & 代码： https://github.com/parallel101/course 上期回顾： https://www.bilibili.com/video/BV1m34y157wb 课程安排 1. vector 容器初体验 & 迭代器入门 (BV1qF411T7sd) 2. 你所不知道的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 ASCII 码 第 1 章 计算机如何表达字符 https://zh.wikipedia ， ^H 就是 ‘ \b’ ，所以以前原始的计算机键盘上其 实还没有 Enter 键，大家都是按 Ctrl+J 来换行的… … • 不过，如果直接在控制台输入 ‘ ^’ 和 ‘ C’ 两个字符并 没有 Ctrl+C 的效果哦！因为 ‘ ^C’ 是 Ctrl+C 输入之 后一次性显示出来的，并不是真的说 Ctrl 就是 ‘ ^’ 这 个字符。 C 语言字符串 第 2 章 C 语言中的字符类型

化的。 • 如果 64 位系统上 size_t 还是 uint32_t ，那就无法表示超过 4GB 大小的数组了。 • 今日乳 ja 笑话： java 的字符串常量不能超过 65535 个字符，因为他们是用 uint16_t 表示字符串长 度。 • 因此对于表示”长度”、”大小”的用途，可以用 size_t 这个直观的名字，他和 uintptr_t 等价 。 • size_t 是标准库大量使用的用于表示大小的类型，例如 类似于人类的科学计数法，不过是二进制。 著名的“快速浮点平方根算法” • 这个算法是 99 年被人从一个游戏源码中扒 出来的，作者号称是游戏界的大神卡马克 ，但是追根溯源，貌似这个算法存在的还 要更久远，原始作者已不可考，暂且称为 卡马克算法。 • 实际上就是把指数位除以了 2 ，作为牛顿 迭代的初始猜测值而已。看他的 i >> 1 这 里，就是把指数和底数都移动了 1 （因为 符号始终是无符号，底数影响不大）。 0 。 • 这其实是两个 bug 共同作用的结果。 printf 的错误：不会编译时检测参数类型是否正确 • 第一个 bug 是， printf 其实不知道他的参数是什 么类型，他只看到你字符串里写的 “ %f” ，会误以 为输入的是 float 参数。 • 如果你输入的是 3 这样的 int 类型常量， C 语 言不会帮你检测到他和 “ %f” 其实是不匹配的，而 是直接把 int

的这个显式构造函数，默认会把所有元 素都初始化为 0 （不必手动去 memset ）。 • 如果是其他自定义类，则会调用元素的默认构造 函数（例如：数字类型会初始化为 0 ， string 会初始化为空字符串，指针类型会初始化为 nullptr ） • explicit vector(size_t n); vector 容器：构造函数 • 这个显式构造函数还可以指定第二个参数，这样 就可以用 返回的首地址指针，通常配合 size() 返回的数组长度一起使用（见上一课《 C 语言指针》中提到，连续的动态数组只需要 知道首地址和数组长度即可完全确定）。 • 用他来获取一个 C 语言原始指针 int * ， 很方便用于调用 C 语言的函数和 API 等 ，同时还能享受到 vector 容器 RAII 的安 全性。 • ~vector() noexcept; vector 容器：

更小，不完全优化，减少二进制体积 • RelWithDebInfo 带调试信息发布，生成的文件比 Release 更大，因为带有调试的符号信 息 • 默认情况下 CMAKE_BUILD_TYPE 为空字符串，这时相当于 Debug 。 各种构建模式在编译器选项上的区别 • 在 Release 模式下，追求的是程序的最佳性能表现，在此情况下，编译器会对程序做最大 的代码优化以达到最快运行速度。另一 如何让 CMAKE_BUILD_TYPE 在用户没有指定的时候为 Release ，指 定的时候保持用户指定的值不变呢。 就是说 CMake 默认情况下 CMAKE_BUILD_TYPE 是一个空字符串。 因此这里通过 if (NOT CMAKE_BUILD_TYPE) 判断是否为空，如果空 则自动设为 Release 模式。 大多数 CMakeLists.txt 的开头都会有这样三行，为的是让默认的构建类 TBB::tbb AND TARGET Eigen3::eigen 表示找得到 TBB 但是找不到 Eigen3 的情况。 第 6 章：输出与变量 在运行 cmake -B build 时，打印字符串（用于调试） message(STATUS “...”) 表示信息类型是状态信息，有 -- 前缀 message(WARNING “...”) 表示是警告信息 message(AUTHOR_WARNING

* 的爱恨纠葛 4. 万能的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 set 和 vector 的区别 • 都是能存储一连串数据的容器 。 • 区别 1 说就是数值的大小比较。那么对 字符串类型 string 要怎么排序 呢？ • 其实 string 类定义了运算符重 载 < ，他会按字典序比较两个 字符串。所谓字典序就是优先比 较两者第一个字符（按 ASCII 码比较），如果相等则继续比较 下一个，不相等则直接以这个比 较的结果返回。如果比到末尾都 相等且字符串长度一样，则视为 相等。 警告：千万别用 set 做字符串集合。 这样只会按字符串指针的地址去判断相等， 这样只会按字符串指针的地址去判断相等， 而不是所指向字符串的内容。 set 的排序：自定义排序函数 • set 作为模板类，其实有两 个模板参数： set • 第一个 T 是容器内元素的类 型，例如 int 或 string 等。 • 第二个 CompT 定义了你想 要的比较函子， set 内部会 调用这个函数来决定怎么排 序。 • 如果 CompT 不指定，默认 会直接用运算符

删除了拷贝构造函数导致的。 为什么他要删除拷贝构造函数？ • 原因还是三五法则，如果拷贝了指针，那么就会出现 之前 Vector 那样重复释放（ double free ）的问题。 解决方案 1 ：获取原始指针（ C * 这种类型的指针） • 解决这个问题需要分两种情况讨论。 • 第一种是，你的 func() 实际上并不需要 “夺走”资源的占有权（ ownership ）。比如 刚才这个例子， 制权后，仍希望访问到对象的需求。 • 如果还是用 p 去访问的话，因为被移动构 造函数转移了， p 已经变成空指针，从而 出错。 解决方案：提前获取原始指针 • 最简单的办法是，在移交控制权给 func 前，提前通过 p.get() 获取原始指针： 解决方案：提前获取原始指针（续） • 不过你得保证 raw_p 的存在时间不超过 p 的生命周期，否则会出现危险的空悬指 针。比如右边这样： 更智能的指针： 可以在类中使用智能指针作为成员变量。需要根据实际情况 （主要是看所有权），判断要用哪一种智能指针： 1. unique_ptr ：当该对象仅仅属于我时。比如：父窗口中指向子 窗口的指针。 2. 原始指针：当该对象不属于我，但他释放前我必然被释放时。 有一定风险。比如：子窗口中指向父窗口的指针。 3. shared_ptr ：当该对象由多个对象共享时，或虽然该对象仅仅 属于我，但有使用 weak_ptr

拷贝，除了智能指针和原始指针）。这样 只会把 vector 整个地拷贝到 GPU 上！ 而不是浅拷贝其起始地址指针。 如何捕获外部变量？ • 正确的做法是先获取 arr.data() 的值到 arr_data 变量，然后用 [=] 按值捕获 arr_data ，函数体里面也通过 arr_data 来访问 arr 。 • 为什么这样？因为 data() 返回一个起始地 址的原始指针，而原始指针是浅拷贝的，

） 什么是编译器 • 编译器，是一个根据源代码生成机器码的程序。 • > g++ main.cpp -o a.out • 该命令会调用编译器程序 g++ ，让他读取 main.cpp 中的字符串（称为源码），并根据 C+ + 标准生成相应的机器指令码，输出到 a.out 这个文件中，（称为可执行文件）。 • > ./a.out • 之后执行该命令，操作系统会读取刚刚生成的可执行文件，从而执行其中编译成机器码， 库： 1. nothings/stb - 大名鼎鼎的 stb_image 系列，涵盖图像，声音，字体等，只需单头文件！ 2. Neargye/magic_enum - 枚举类型的反射，如枚举转字符串等（实现方式很巧妙） 3. g-truc/glm - 模仿 GLSL 语法的数学矢量 / 矩阵库（附带一些常用函数，随机数生成等） 4. Tencent/rapidjson - 单纯的 JSON

10 + 5 + 15 + 30 + 20 = 85 分 钟嘛！可以，不过这是在你每次只做一件 事的情况下，例如你烧开水时就站在旁边 干瞪眼，什么也不做，其实完全可以在烧 开水的同时洗脸刷牙呀！原始的 CPU 也 是这样， ALU 在运算的时候指令解码单元 就在旁边干瞪眼，要等 ALU 跑完写回寄 存器来指令解码单元才开始继续工作，很 低效。 任务 时间 占用资源 洗脸 5 分钟 眼睛，嘴巴，手 顺便一提， && 也可以进一步优化成乘法： • (x >= 0) * (x <= 255) * x + (x > 255) 不同写法的性能测试 • ifelse_clamp 带 if-else 分支的原始版本。 • bailan_clamp 用摆烂的态度坐等编译器优化。 • addmul_clamp 用“妙用加减乘”的方法优化。 • 我们照常编写了测试用例，禁止内联优化，同样 生成 10^7

t1 = t0 + 3; // 当前时间的三秒后 • usleep(3000000); // 让程序休眠 3000000 微秒，也就是 3 秒 • C 语言原始的 API ，没有类型区分，导致很容易弄错单位，混淆时间点和时间段。 • 比如 t0 * 3 ，乘法对时间点而言根本是个无意义的计算，然而 C 语言把他们看做一样的 long 类型，从而容易让程序员犯错。 现实世界中的软件工程至关重要 。 • 反面教材： blender 在运行物理解算的时候，界面会卡住，算完一帧后窗口才能刷新一遍 ，导致解算过程中基本别想做事，这一定程度上归功于 opengl 原始的单线程设计。 • 正面教材： zeno 可以在解算过程中，随时拖动滑块看前几帧的结果，编辑场景图，修改 节点间的连接，为下一次解算做准备，同时当前已经启动的物理解算还能在后台继续正常 运行。虽然