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 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.org/wiki/ASCII 计算机如何表达字符 • 众所周知，计算机只能处理二进制 整数，字符要怎么办呢？ • 于是就有了 ASCII 码表，他规定， 每个英文字符（包括大小写字母、 数字、特殊符号）都对应着一个整 数。在计算机里只要存储这个的整 数，就能代表这个字符了。 • 例如 32 代表空格， 48 代表 ‘ 0’ ， 65 代表 ‘ A’ ， 97 代表 ‘ a’…… • 32~126 这些整数就用于是表示这些 可显示字符 (printable character) 的。 计算机如何表达字符 • 除了可显示字符 (printable

* 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 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

16 位 int 32 位 32 位 32 位 32 位 long 32 位 64 位 32 位 32 位 long long 64 位 64 位 64 位 64 位 char 又称字符类型，可以表示一个字符，因而得名。 short 是短整数类型，大小为 16 位或者说 2 字节。 int 是整数类型，大小为 32 位或者说 4 字节。 long long 是超长整数类型，大小为 64 位或者说 变化的。 • 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 0.0 。 • 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

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 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 型为发布模式（高度优化）而不是默认的调试模式（不会优化）。 我们稍后会详细捋一遍类似于 CMAKE_BUILD_TYPE 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

com/zenustech/zeno ） 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， make -j ）。 3. 用通配符批量生成构建规则，避免针对每个 .cpp 和 .o 重复写 g++ 命令（ %.o: %.cpp ）。 • 但坏处也很明显： 1. make 在 Unix 类系统上是通用的，但在 Windows 则不然。 2. 需要准确地指明每个项目之间的依赖关系，有头文件时特别头疼。 3. make 的语法非常简单，不像 shell 或 python 可以做很多判断等。 规则，为 g++ 准备的参数可能对 MSVC 不适用。 构建系统的构建系统（ CMake ） • 为了解决 make 的以上问题，跨平台的 CMake 应运而生！ • make 在 Unix 类系统上是通用的，但在 Windows 则不然。 • 只需要写一份 CMakeLists.txt ，他就能够在调用时生成当前系统所支持的构建系统。 • 需要准确地指明每个项目之间的依赖关系，有头文件时特别头疼。

2” 这个 功能，需要： 为什么面向对象在 HPC 不如函数式和元编程香了？ 这个例子要是按传统的面向对象思想，可能是这样： 令 Int, Float, Double 继承 Numeric 接口类并实现 ，其中 multiply(int) 作为虚函数。然后定义： Numeric *twice(Numeric *t) { return t->multiply(2); } 且不说这样的性能问题，你忍得住寂寞去重复定义好 ，你也去 定义好几个重载吗？定义为 multiply(Numeric *) 的话 依然会违背你们的开 - 闭原则：比如 3.14f * 3 ，两 端是不同的类型，怎么处理所有可能类型的排列组合 ？ 不如放弃类和方法的概念，欣然接受全局函数和重载 。 模板函数：定义 • 使用 template • 其中 T 可以变成任意类型。 • 调用时 twice 即可将 T 替换为 分离声明和定义，直接写在头 文件里即可。如果分离还要罗 列出所有模板参数的排列组合 ，违背了开 - 闭原则。 模板的惰性：延迟编译 • 要证明模板的惰性，只需看这个例子： • 要是编译器哪怕细看了一眼：字符串怎么可能被写入呢？肯定是会出错的。 • 但是却没有出错，这是因为模板没有被调用，所以不会被实际编译！ • 而只有当 main 调用了这个函数，才会被编译，才会报错！ • 用一个假模板实现延迟

allocator ） 侯捷 STL 侯捷 STL vector 容器 vector 容器：构造函数 • vector 的功能是长度可变的数组，他里面的数据 存储在堆上。 • vector 是一个模板类，第一个模板参数是数组里 元素的类型。 • 例如，声明一个元素是 int 类型的动态数组 a ： • vector a; vector 容器：构造函数和 size • vector vector(initializer_list list); • explicit vector(size_t n); vector 容器：构造函数 • 这在对于只能用花括号初始化的类成员来说，就 有很大问题： • vector a{4}; • 会得到长度为 1 只有一个元素 4 的数组。 • 但还是可以用这种写法强制调用显式构造函数： • vector vector(initializer_list list); • explicit vector(size_t n); vector 容器：构造函数 • 这在对于只能用花括号初始化的类成员来说，就 有很大问题： • vector a{4}; • 会得到长度为 1 只有一个元素 4 的数组。 • 但还是可以用这种写法强制调用显式构造函数： • vector

六、头文件和源文件的一一对应关系 • 通常每个头文件都有一个对应的源文件，两个文件名字应当相同 （方便我们理解，也方便 IDE 跳转），只有后缀名不一样。 • 如果是一个类，则文件名应和类名相同，方便查找 （ Animal.cpp ）。 • 头文件中包含函数和类的声明，源文件则包含他们的实现。 七、只有头文件，没有源文件的情况 • 有时我们会直接把实现直接写在头文件里，这时可以没有与之对 应的源文件，只有一个头文件。 时，同时添加同名的源文件和头文 件。 • 头文件中的声明和源文件中的实现一一对应。 九、一个模块依赖其他模块，则应导入他的头文件 • 如果新模块（ Carer ）中用到了其他模块（ Animal ）的类或函数，则需要 在新模块（ Carer ）的头文件和源文件中都导入其他模块（ Animal ）的头 文件。 • 注意不论是项目自己的头文件还是外部的系统的头文件，请全部统一采用 < 项目名 / 这种相对路径的格式，避 免模块名和系统已有头文件名冲突。 十、依赖其他模块但不解引用，则可以只前向声明不导入头文件 • 如果模块 Carer 的头文件 Carer.h 虽然引用了其他模块中的 Animal 类，但 是他里面并没有解引用 Animal ，只有源文件 Carer.cpp 解引用了 Animal 。 • 那么这个头文件是不需要导入 Animal.h 的，只需要一个前置声明 struct Animal

4. 万能的 map 容器全家桶及其妙用举例 ( 本期 ) 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 10. C++ 异常处理机制的前世今生 我们都要认真鞋习哦 我们都要认真鞋习哦 第一章：读取与写入 执行你这段代码 的栈空间 & & ( 建立引用 ) map 中的 堆空间 • 何况 structural-binding 捕获的引用比刚刚图示的还要优化。他只会保存一个指向 pair 类 型的指针，然后在你使用 k 和 v 时再去按偏移量访问里面的 first 和 second ，所以 k ， v 两个变量的 structural-binding 引用其实是一个引用，只占一个指针的空间（ 决定遍历的终止位置 • ++it 迭代器向下一个元素移动 • 任何定义了这三个东西的类型，都能用 for (auto) 遍历，包括你的自定义类型。编译器并 不认识你 map 还是 vector ，他只知道这个类有这三样，他就能用 for (auto) 语法遍历。 没有语法糖前，迭代器遍历的原本模样 • 看起来很高级的 for (auto &tmp: m) 只是 C++17 的语法糖，他实际上会被转换成：

o2 • Zeno 1.0 所在的分支： https://github.com/zenustech/zeno/ Zeno 中的基本类型 • IObject 一切对象的公共基类。 • INode 一切节点的公共基类。 多态的经典案例 • IObject 具有一个 eatFood 纯虚函数，而 CatObject 和 DogObject 继承自 IObject ，他 们实现了 eatFood m_catFood 。所以 这里的解构函数也是多态的，他根据类型的不同 调用不同派生类的解构函数。 多态用于设计模式之“模板模式” • 这样之后如果有一个任务是要基于 eatFood 做文章，比如要重复 eatFood 两遍。 • 就可以封装到一个函数 eatTwice 里，这个函数只需接受他们共同的基类 IObject 作为参数，然后调 用 eatFood 这个虚函数来做事（而不是直接操作具体的猫和狗本身）。 指针所指向的类型，也就是当前所在类的类型 。 • 宏的缺点是他不遵守命名空间的规则，宏的名 字是全局可见的，不符合 C++ 的高大尚封装思 想。 • 宏： IOBJECT_DEFINE_CLONE • 高大尚 C++ 封装： zeno::IObject::clone() 如何批量定义 clone 函数？ • 另一种方法是定义一个 IObjectClone 模板 类。其模板参数是他的派生类 Derived