编译：将cpp文件变成obj文件

几个预编译指令：

● #include <XX>：实际上就是将后面文件的内容粘贴到文件中。例如：

假设定义一个x.h文件，里面内容只有一个}，运行下面代码不会报错：

● #define XX YY 宏替换，就是将XX 替换成YY

● #if 表达式

.....

#endif 满足条件时才进行编译

连接：将编译后的目标文件变成可执行程序

关键字

const

• 声明常量，一旦初始化后就不能再修改其值

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AI代码解释

const int MAX_AGE = 10;
const int*age = new int;    // 同 int const* age = new int; 功能一致
age = &MAX_AGE;
cout << *age << endl; //输出结果10

*age = 10   //不允许，会报错!!
// 原因：const int* age 中的 const 修饰的是 int 类型的值，
// 而不是指针本身，所以指针指向的值不能被修改，指针所指的地址可以改变


// ——————————————————————————————————————————————————————————————
const int MAX_AGE = 10;
int* const age = new int;
*age = MAX_AGE;
cout << *age << endl; //输出结果10
age = MAX_AGE; //会报错

• 放在类中函数中的参数列表后面，表示该函数不会修改类中的变量，相当于拥有“只读”功能。 如果类中没有在函数的后面加上 const ，可以对m_X这个重新赋值；反之，则报错：

如果类中没有在函数的后面加上 const ，声明的静态类无法调用这个方法，反之则可以。

mutalble：声明后可以在类的const函数里改变类的成员变量值

• 对于上面的例子，如果想要在调试时查看 GetX 这个函数调用的次数，可以增加一个整型变量，且声明mutable，否则在函数中无法修改这个变量的值。（虽然可以在 GetX 后面去掉 const 实现，但是这样的话又回导致e.GetX()这个方法报错!）——mutable使用的大部分情况

new：初始化变量，返回的是指向对象（或指向数组初始对象）的适当类型化的非零指针。在堆上分配内存

• 如果使用了 new关键字，记住必须使用delete删除变量，释放内存。

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int* a  = new int[23];
char *d = new char;
    
delete[] a;   //使用new [] 就用 delete[] 删除
delete d;

explicit：用来修饰只有一个参数的类构造函数，以表明该构造函数是显式的，而非隐式的，即禁止类对象之间的隐式转换，以及禁止隐式调用拷贝构造函数。

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class Entity
{
private:
    int m_age;
    string m_X;
public:    
    Entity(int age) : m_age(age), m_X("good")
    {
    }

    Entity(string m_name)
    {
        m_X = m_name;
        m_age = 1;
    }
    const string GetName() {return m_X;}
};

// 显式调用：
    Entity x(1);
    Entity y(string("hello"));

// 隐式调用
    Entity x = 1;
    Entity y = string("hello");

// 如果在上面Entity的类中构造函数前加上 explicit，则无法使用隐式调用这种

this：一个指向当前对象实例的指针

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class Entity
{
public:
    float x, y;

    Entity(float x,float y)
    {
        this->x = x;    //可以使用这种方式给x赋值
        this->y = y;
    }
};

auto：让 C++自动推导出数据的类型

● 当类型名比较长时就适合用auto，其余情况还是不要用auto，因为会导致代码可读性变差。

● 注意：auto不处理引用，所以不要漏掉&而造成一次复制

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int main()
{
    std::vector<std::string> strings;
    strings.push_back("hello");
    strings.push_back("world");

    for (std::vector<std::string>::iterator it = strings.begin(); it!=strings.end(); ++it){
        std::cout << *it << std::endl;
    }

    // 使用auto关键字简化代码
    for (auto it = strings.begin(); it!=strings.end(); ++it){
        std::cout << *it << std::endl;  
    }
}

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <unordered_map>    

class Device{};
class DeviceManager{
private:
    std::unordered_map<std::string, std::vector<Device*>> m_Devices;
public:
    const std::unordered_map<std::string, std::vector<Device*>>& GetDevices() const{
        return m_Devices;
    }
};

int main()
{
    DeviceManager dm;
    // const std::unordered_map<std::string, std::vector<Device*>>& devices = dm.GetDevices();

    // 简化代码
    // 使用using声明
    // using DeviceManager = std::unordered_map<std::string, std::vector<Device*>>;
    // const DeviceManager& devices = dm.GetDevices();

    // 或者使用typedef
    // typedef std::unordered_map<std::string, std::vector<Device*>> DeviceMap;
    // const DeviceMap &devices = dm.GetDevices();

    // 或者使用auto
    const auto &devices = dm.GetDevices(); // 注意auto不处理引用，所以不要漏掉&而造成一次复制
    // auto devices = dm.GetDevices();  # 会复制一次
}

三、数据类型

数组：有序数据的集合

数据类型 数组名常量表达式

• 数组实际上只是一个指针， 数组名本身就是指向第一个元素的指针
• 给数组某一位置复制的3种方法：

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// First
 int example[5];
 example[2] = 10;

// Second
 int* xx = example;
 *(xx + 2) = 20; //将指针 xx 移动2个位置（指向 example[2]），然后解引用该位置，将其值设置为 20
 
// Third
*(int*)((char*)xx +8) = 30;
// 首先将指针 xx 转换为 char* 类型。这意味着指针现在以字节（char）为单位进行指针算术。
// 然后，将指针 xx 增加8个字节（sizeof(int) 通常是4个字节，因此移动8个字节相当于移动2个 int 的位置，即 example[2] 的位置）
// 最后，将这个 char* 指针转换回 int* 指针，然后解引用，并将该位置的值设置为 30。这再次修改了 example[2] 的值

• 使用 vector 创建动态数组 （C++ vector 容器浅析）

#include <vector> vector<数组中元素类型> 标识符

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struct vertex
{
public:
    float x, y;

};

vector<vertex> vv;
vv.push_back({1,2});      //在数组的最后添加一个数据
vv.push_back({5,6});
vv.erase(vv.begin()+1);   //删除第二个元素

静态数组（std::array）

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// 使用std::arrat
std::array<int, 5> data;
data[0] = 1;
data[4] = 2;

// C风格的普通数组
int dataOld[5];
dataOld[0] = 1;

● 静态数组和普通数组的异同

○ 相同：都是在栈上分配，不像std::vector实在堆上分配的

○ 不同：std::array有边界检查（仅在debug模式下）

● 建议开始使用std::array，因为增加了一层调试，而且没有性能成本。

字符和字符串：字符使用''。字符串使用""

指针：本质就是存储内存地址的整数

• 一个变量的地址称为该变量的指针
• 指针前面的类型其实是一个说明符，指针变量的数据类型用来指定该指针变量所指向数据的类型，记住指针的本质永远是 存储内存地址的整数

数据类型标识符 *指针变量名；

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int i = 100;
int* ptr = &i;   //&表示获取变量的地址   但是注意：int& ref = i; 表示引用
*ptr = 5;    // 这是一个解引用操作符，用于访问指针 ptr 所指向的内存地址中存储的值。

函数指针：Function pointer是将一个函数赋值给一个变量的方法

• 首先看一下简单的函数指针用法：

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void HelloWorld(){
    std::cout<<"Hello World"<<std::endl;    
}
int main()
{
    void (*function)();
    function = HelloWorld;  
    function();
    function();

    // 使用auto
    auto fun= HelloWorld;
    fun();
    fun();
} 
/*
Hello World
Hello World
Hello World
Hello World
*/

• 带参数的函数指针：

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void HelloWorld(int a)
{
    std::cout << "HelloWorld:" << a <<  std::endl;
}
int main()
{
    typedef void(*HelloWorldFunction)(int);
    HelloWorldFunction function = HelloWorld;
    function(3);   
}
// 输出：HelloWorld:3

• 应用：将函数作为另一个函数的参数然后调用它

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#include <iostream>
#include <vector>
void PrintValue(int value){
    std::cout << value << std::endl;    
}

void ForEach(const std::vector<int>& values, void (*func)(int)){
    for (int value: values){
        func(value);
    }
}
int main()
{
    std::vector<int> values{1, 2, 3};
    ForEach(values, PrintValue);
}
/*
1
2
3
*/

引用：相当于变量的一个别名，对它的操作和原来对象的操作相同

数据类型 & 表达式；

• 引用必须要进行赋值（所以上方写的是表达式）；一个引用被初始化后，无法使用它 再去引用另一个变量；int a = 1; int b = 2; int &ref = a; ref = b; // 运行之后，a的值变成了2，而不是说ref被重新引用成了b
• 引用的注意事项：
• 比较下面3种不同的函数，体会函数的 值传递和引用传递

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void Increment(int value)
{
     value++;
}

void Increment1(int* value)
{
     (*value)++;
}

void Increment2(int& value)
{
    value++;
}
int main()
{
     int num =1;
     Increment(num);
     cout << "num is: " << num << endl;

     Increment1(&num);
     cout << "num iss:" << num << endl; 
     
     Increment2(num);
     cout << "num isss: " << num << endl;  
}
// 输出：
// num is: 1
// num iss:2
// num isss: 3

枚举类型

enum 枚举类型名 {标识符列表}

• 默认从标识符的第一个元素赋值为0，如果在标识符中间某个元素指定赋值了，则后面自动累加赋值enum Example : char { A, B=65, C }; Example val=B, qwe = C; cout << val << qwe <<endl; //输出的值是 AB
• 可以指定给枚举赋值的整数类型（可以是char类型，不能是float类型）

四、类和结构体

可见性：public、private、protected

● public：对外可见，对内可见；

● private：对外不可见，对内可见；

● protected：对外不可见，对内可见，且对派生类是可见的。

• 可见性比较：

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// public:类的外部也可以访问这个变量
class Father{
public:
    int x,y;
public:
    Father()
    {
        x = 10086;
    }
};

class Son:public Father
{
public:
    Son()
    {
        x = 10000;
    }
};

int main()
{
    Father f;
    Son s;
    f.x = 1;
    s.x = 2;
}

使用private声明后在子类中访问会报错，外部访问更会报错；

重载运算符：运算符实际就是一个函数，所以实际上就是函数的重载

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// 实现两个实例化的类进行相加：

// 法一：定义一个相加函数

struct Vector2
{
    float x, y;

    Vector2(float x, float y) : x(x), y(y){}

    Vector2 Add(const Vector2& other) const
    {
        return Vector2(x + other.x, y + other.y);
    };

};
Vector2 position(4.0f, 1.0f);
Vector2 speed(5.0f, 3.0f);
Vector2 result = position.Add(speed);


// 法二：重载运算符
struct Vector2
{
    float x, y;

    Vector2(float x, float y) : x(x), y(y){}

    Vector2 operator+(const Vector2&other)
    {
        return Vector2 (x + other.x, y+other.y);
    };

};
Vector2 result = position + speed;

箭头操作符

• 如果实例化的类是一个指针的话，不能像其他实例化对象可以直接使用 .XX 调用函数

  

• 总结： 箭头（->）：左边必须为指针； 点号（.）：左边必须为实体。

类

构造函数：特殊的方法，在创建类的实例时运行，主要用来初始化该类

• 对比下面两段代码：

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class Qaq
{
public:
    float x, y;
    void Print()
    {
        cout << x << ", " << y << endl;
    }
};
Qaq q;
q.Print();  //输出： -1.01376e+34, 4.59163e-41 

//  现在若想要进行初始化，可以声明一个init函数，但是必须在实例化后调用这个函数才能初始化；
//  如果通过构造函数的方式实现就可以自动初始化。



// 添加构造函数
class Qaq
{
public:
    float x, y;

    Qaq()
    {,                                         
        x = 1.0f;
        y = 2.0f;
    }

    void Print()
    {
        cout << x << ", " << y << endl;
    }
};

int main()
{
Qaq q;
q.Print(); 
}  //输出： 1, 2

构造函数初始化列表

在构造函数进行初始化类成员时有两种方法：

1️⃣. 常规方法：在构造函数的内部给变量赋值

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class Entity
{
private:
    string m_X;
public:    
    Entity()
    {
        m_X = "haha";
    }

    Entity(string m_name)
    {
        m_X = m_name;
    }

    const string GetName() {return m_X;}
};
int main() 
{
    Entity e1;
    cout << e1.GetName() << endl;
    Entity e2("wowo");
    cout << e2.GetName() << endl;
}
/*
输出：
haha
wowo
*/

2️⃣. 在构造函数后面使用这种形式：❤(优先选择这种方式去初始化，可读性和逻辑性)

函数名 ： 参数名(初始化的值)

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class Entity
{
private:
    int m_age;
    string m_X;
public:    
    Entity() : m_age(23), m_X("good")   // 变量的初始化顺序 和 定义类成员的顺序一致
    {
    }

    Entity(string m_name)
    {
        m_X = m_name;
    }

    const string GetName() {return m_X;}
};

• 注意：初始化时要按照定义类成员的顺序进行初始化，否则会导致其他依赖问题！

拷贝构造函数（复制构造函数）

• 比较下面两种复制值的方式：

在类对象的复制过程中，实际上调用了默认的拷贝构造函数，也可以自定义拷贝构造函数：

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struct  vector
{
    float x, y;

    vector(float m, float n) 
        : x(m), y(n) {}
    vector(const vector &v)
    {
        x = v.x;
        y = v.y;
        cout << "Copy constructor called" << endl;
    }
};
int main()
{
    vector a = {2,3};
    vector b =a;
}
// 终端输出：Copy constructor called

• 📌📌手动实现 String 类（⭐⭐⭐要素过多，反复观看）

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#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;    

class String
{
private:
    char* m_Buffer;      //指向字符缓冲区
    unsigned int m_Size; //保存string的大小
public:
    String(const char* string) 
    {
        m_Size   = strlen(string);
        m_Buffer = new char[m_Size];
        
        // 把这个指针复制到实际的缓冲区，这样缓冲区就会被我们的字符填充
        // 法一：
        // for (int i = 0; i < m_Size; i++)
        //     m_Buffer[i] = string[i];
        // 法二：更简洁
        memcpy(m_Buffer, string, m_Size);
    }

    friend ostream &operator<<(ostream &stream, const String &string);
};

// 重载输出运算符,将 `String` 对象输出到流 `std::ostream` 中。
ostream& operator<<(ostream& stream, const String& string)
{
    stream << string.m_Buffer;
    return stream;
}
int main()
{
    String string = "Cherno";
    cout << string << endl;
    // cin.get();
}

上面代码存在几个问题：

1. 没有空终止字符，会导致出现随机字符

修改：

m_Buffer=newcharm_Size+1;//增加空终止符的位置 m_Bufferm_Size=0;//添加空终止符

2. 内存泄漏：分配的new char并没有delete

修改：

~String() { delete[] m_Buffer; }

3. 复制出错

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// 如果对其进行复制，会出现以下错误：
String string = "Cherno";
String second = string;
cout << string << endl;
cout << second << endl;

出错原因：运行String second = string;时 C++自动为我们做的是它将所有类成员变量，而这些成员变量组成了类（实例的内存空间），它是由一个 char*和一个 unsigned int 组成的，它将这些值复制到了一个新的内存地址里面，这个新的内存地址包含了这个 second 字符串。

现在问题来了，内存中有两个 String，因为它们直接进行了复制，这种复制被称为shallow copy（浅拷贝）。它所做的是复制这个 char，内存中的两个 String 对象有相同的 char的值，换句话说就是有相同的内存地址。这个 m_Buffer 的内存地址，对于这两个 String 对象来说是相同的，所以程序会崩溃的原因是当我们到达作用域的尽头时，这两个 String 都被销毁了，析构函数会被调用，然后执行delete[] m_Buffer两次，程序试图两次释放同一个内存块。这就是为什么程序会崩溃——因为内存已经释放了，不再是我们的了，我们无法再次释放它。

如果修改second的某个值：second[2] = 'a';（需要设置操作符[]重载），最后会出现：

• 总结：我们真正需要做的是，分配一个新的 char 数组，来存储复制的字符串。而我们现在做的是复制指针，两个字符串对象指向完全相同的内存缓冲区，它同时改变了它们，因为它们指向同一个内存块。或者当我们删除的时候它会把它们两个都删除，因为它们指向同一个内存块。 修改：自定义一个自己的拷贝构造函数： String(const String& other) : m_Size(other.m_Size) { m_Buffer = new charm_Size + 1; memcpy(m_Buffer, other.m_Buffer, m_Size + 1); }

• 最终修改后的代码（手动实现string类）：

代码语言：cpp

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AI代码解释

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;    

class String
{
private:
    char* m_Buffer;      //指向字符缓冲区
    unsigned int m_Size; //保存string的大小
public:
    String(const char* string) 
    {
        m_Size   = strlen(string);
        m_Buffer = new char[m_Size + 1];
        m_Buffer[m_Size] = 0;
        
        // 把这个指针复制到实际的缓冲区，这样缓冲区就会被我们的字符填充
        // 法一：
        // for (int i = 0; i < m_Size; i++)
        //     m_Buffer[i] = string[i];
        // 法二：更简洁
        memcpy(m_Buffer, string, m_Size);
    }

    String(const String& other) : m_Size(other.m_Size)
    {
        m_Buffer = new char[m_Size + 1];
        memcpy(m_Buffer, other.m_Buffer, m_Size + 1);
    }

    ~String()
    {
        delete[] m_Buffer;
    }

    char &operator[](unsigned int index)
    {
        return m_Buffer[index];
    }
    friend ostream &operator<<(ostream &stream, const String &string);
};

// 重载输出运算符,将 `String` 对象输出到流 `std::ostream` 中。
ostream& operator<<(ostream& stream, const String& string)
{
    stream << string.m_Buffer;
    return stream;
}


int main()
{
    String string = "Cherno";
    String second = string;
    second[2] = 'a';
    cout << string << endl;
    cout << second << endl;

    cin.get();
}

cherno建议：在基础使用中用 const 引用更好。 总是要用 const 引用传递对象，因为你可以在你写的的函数的内部决定是否要复制，但是你没有理由到处复制，会拖慢你的程序。 重要的事情说三遍，当你传递字符串的时候，不管这个字符串是你自己的 String 类还是标准库里的 String（std::string)，总是要通过 const 引用来传递。

C++的vector使用优化

• 观察以下代码：

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struct vertex
{
    float x, y;

    vertex(float x, float y) : x(x), y(y) {}

    vertex(const vertex& other) : x(other.x), y(other.y) 
    {
        cout << "Copied!." << endl;
    }
};


int main()
{
    vector<vertex> vv;
    vv.push_back(vertex(1.0, 2.0));
    vv.push_back(vertex(3.0, 4.0));
}
// 此时进行了3次复制
/*输出：
Copied!.
Copied!.
Copied!.
*/

// 如果在增加一个元素：
vv.push_back(vertex(5.0, 6.0));
// 此时进行了6次复制
/*输出：
Copied!.
Copied!.
Copied!.
Copied!.
Copied!.
Copied!.
*/

• 出现上面的原因解释：1、当我们创建 vertex 时，我们实际上是在主函数的current stack frame（当前栈帧）中构造它，所以我们是在 main 的栈上创建它。然后我们需要把这个刚创建的 vertex 从 main 函数里放到实际的 vector 中，放到 vector 分配的内存中。2、vector在这里调整了两次大小。
• 优化策略：
• 让vector一开始就留下足够的内存： vertices.reserve(3); 此时节省一般，只复制3次，如果不用reserve的话复制次数会指数倍地增长vertices.reserve(3); vertices.emplace_back(1, 2, 3); vertices.emplace_back(4, 5, 6); vertices.emplace_back(7, 8, 9); // 此时一个copies都没有了
• 使用 emplace_back ，表示不是传递我们已经构建的 vertex 对象，而是只是传递了构造函数的参数列表

析构函数：与构造函数作用相反，用来释放一个对象

~类名标识符

• 直接看下面代码：

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AI代码解释

class Qaq
{
public:
    float x, y;

    Qaq()
    {
        x = 1.0f;
        y = 2.0f;
    }

    ~Qaq()
    {
        cout << "Destroyed Qaq" << endl;
    };

    void Print()
    {
        cout << x << ", " << y << endl;
    }
};


int main()
{
Qaq q;
q.Print(); 
} 
//输出：1, 2
//      Destroyed Qaq

继承

class 类名 : 继承方式 继承方式有3种：public、protected、private

虚函数：在基类中使用virtual声明函数是虚函数后，就可以允许在子类中重写这个函数

• 虚函数的使用：

代码语言：cpp

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class Paper
{
public:
    string GetName() { return "Paper"; }
};

class Cver : public Paper
{
private:
    string m_Name;
public:
    Cver(const  string& name) : m_Name(name) {}
    string GetName() { return m_Name; }
};
int main()
{
    Paper* w = new Paper();
    cout << w->GetName() << endl;

    Cver* p = new Cver("Cver");
    cout << p->GetName() << endl;

    Paper* qq = p;
    cout << qq->GetName() << endl;  
 
}
/* 输出：
Paper
Cver
Paper
*/



//声明虚函数后
class Paper
{
public:
    virtual string GetName() { return "Paper"; }
};

class Cver : public Paper
{
private:
    string m_Name;
public:
    Cver(const  string& name) : m_Name(name) {}
    string GetName() { return m_Name; }
};
int main()
{
    Paper* w = new Paper();
    cout << w->GetName() << endl;

    Cver* p = new Cver("Cver");
    cout << p->GetName() << endl;

    Paper* qq = p;
    cout << qq->GetName() << endl;  
 
}
int main()
{
    Paper* w = new Paper();
    cout << w->GetName() << endl;

    Cver* p = new Cver("Cver");
    cout << p->GetName() << endl;

    Paper* qq = p;
    cout << qq->GetName() << endl;  
 
}
/* 输出：
Paper
Cver
Cver
*/

纯虚函数：含有pure virual function的类称为抽象类。

virual 类型 函数名(参数列表)=0；

• 纯函数必须被实现才能创建这个类的实例

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// 比如我想要实现一个可以打印类名的功能

// 根据程序“由下而上”的思想，首先实现一个打印功能 Print()
void Print(Print_ClassName* obj)
{
    cout << obj -> GetClassName() << endl;
};

// Print_ClassName是需要定义的类，其中的获取类名的函数GetClassName()
// 就可以用pure virtual function实现，然后由子类再去实现这个函数

// 定义Print_ClassName,留出GetClassName这个接口
class Print_ClassName
{
public:
    virtual string GetClassName() = 0;
};

// 定义AA这个类，并且实现纯函数
class AA: public Print_ClassName
{
public:
    string GetClassName() override {return "AA"; }
};

int main()
{
    Print(new AA());
}
// 输出：AA

静态（static）

• 正常定义一个结构体以及声明静态变量：

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struct Entity
{
    int x, y;

    void Print()
    {
        cout << x << ", " << y << endl;
    }
};
int main()
{
 Entity e;
    e.x = 2;
    e.y = 3;

    Entity e1;
    e1.x = 5,
    e1.y = 7;
    e.Print();
    e1.Print();
}
//输出结果：
// 2, 3
// 5, 7


//声明静态成员
struct Entity
{
    static int x, y;

    void Print()
    {
        cout << x << ", " << y << endl;
    }
};

int Entity::x; //需要在类的外部对静态数据成员进行初始化
int Entity::y;
int main()
{
 Entity e;
    e.x = 2;
    e.y = 3;

    Entity e1;
    e1.x = 5,
    e1.y = 7;
    e.Print();
    e1.Print();
}
//输出结果：
//5, 7
//5, 7

• 注意：静态方法不能访问静态变量

五、数据结构

栈（stack）和堆（heap）

• 栈和堆是 RAM 中实际存在的两个区域： 栈通常是一个预定义大小的内存区域，通常约为 2MB左右； 堆也是一个预定义了默认值的区域，但是它可以增长，并随着应用程序的进行而改变。 这两个内存区域的实际物理位置都是在 RAM 中
• 在栈上分配内存需要用new关键字

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// 栈上定义int array
int value = 5;
int arary[5];

// 堆上定义int array
int* value1 = new int;
*value1 = 10;
int * array1 = new int[5];


class Entity
{
public:
    Entity()
    {
        cout << "created Entity!" << endl;
    }

    ~Entity()
    {
        cout << "Destroyed Entity!" << endl;
    }
};

int main() 
{
    Entity e;    //在栈上创建的   

	Entity* e = new Entity;   //在堆上创建的
}

• 尽量在栈上分配内存，在堆上分配的唯一原因是如果你不能在栈上分配，比如你需要让它的声明周期比你在处理的作用域更长。

栈：栈上创建的变量超出作用域就会消失

• 栈中分配内存时，一旦这个作用域结束，你在栈中分配的所有内存都会被弹出，内存被释放。这个作用域可以是任何形式，比如 main 函数，或者只是个空作用域，甚至可以使 for、while 循环等任何作用域语句。

堆：在堆中分配new后要调用delete关键字来释放内存

• new关键字实际上调用了一个叫做malloc的函数的缩写，这样做通常会调用底层操作系统或平台的特定函数，这将在堆上为你分配内存。当你使用malloc请求堆内存时，它可以浏览空闲列表，找到一块符合大小要求的内存块，然后返回你一个它的指针，并记录分配的大小和它现在是否被分配的情况

六、其他小技巧

• cpp中默认情况下函数只能返回一种类型，一个特定的变量，需要返回多个相同类型的变量时可以使用vector或者数组，但是多个不同类型时，可以采用以下几种方法： 1️⃣⭐使用struct（优先使用该方法，Cherno建议） 实现一个返回字符串索引和值的 函数：

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#include <iostream>
#include <vector>

struct str_int
{
    int  index;
    char value;
};

std::vector<str_int> get_string_index(std::string &str){
    std::vector<str_int> result;     
    for(int i=0; i<str.size(); i++){
        str_int temp;       // temp 存储了一个int类型和char类型
        temp.index = i;
        temp.value = str[i];
        result.push_back(temp); 
    }
    return result;
};

int main(){
   std::string str = "hello";
   std::vector<str_int> result = get_string_index(str);
   for(auto i: result){
       std::cout << i.index << " " << i.value << std::endl;
   }
}
//输出：
/*
0 h
1 e
2 l
3 l
4 o
*/

2️⃣tuple和pair

● pair：使用.first 和.second 访问元素

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#include <iostream>
#include <vector>

std::vector<std::pair<int, char>> get_string_index(std::string &str){
    std::vector<std::pair<int, char>> result;
    for(int i=0; i<str.size(); i++){
        std::pair<int, char> temp; // temp 存储了一个int类型和char类型
        temp.first = i;
        temp.second = str[i];
        result.push_back(temp); 
    }
    return result;
};

int main(){
   std::string str = "hello world";
   std::vector<std::pair<int, char>> result = get_string_index(str);
   for(auto i: result){
       std::cout << i.first << " " << i.second<< std::endl;
   }
}

● tuple：使用get<i>(name) 访问元素第i个元素

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <tuple>    

// struct str_int
// {
//     int  index;
//     char value;
// };



std::vector<std::tuple<int, char>> get_string_index(std::string &str){
    std::vector<std::tuple<int, char>> result;
    for(int i=0; i<str.size(); i++){
        std::tuple<int, char> temp; // temp 存储了一个int类型和char类型
        std::get<0>(temp) = i;
        std::get<1>(temp) = str[i];
        result.push_back(temp); 
    }
    return result;
};

int main(){
   std::string str = "hello";
   std::vector<std::tuple<int, char>> result = get_string_index(str);
   for(auto i: result){
       std::cout << std::get<0>(i) << " " << std::get<1>(i) << std::endl;
   }
}

3️⃣指针和引用

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#include <iostream>

void returnWithReference(std::string& str, int& num)
{
    str = "Hello";
    num = 42;
}

int main()
{
    std::string str;
    int num;
    returnWithReference(str, num);
    std::cout << str << ", " << num << std::endl;
    return 0;
}
// 输出：
/*
Hello, 42
*/

模板

• 模板允许你定义一个根据你的用途进行编译的模板，你可以让编译器基于一套规则帮你写代码。模版在调用函数时才开始根据所给的参数进行函数创建。（依赖于编译器，有些编译器只要不调用模板，其中的语法错误并不会影响编译）

template <typename 形参名， typename 形参名..> typename 可以使用class 替代

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// 实现一个打印函数，由于输入类型不同，需要多次重载
#include <iostream>
#include <string>

void Print(int value)
{
    std::cout << value << std::endl;
}

void Print(std::string value) // 一次函数重载
{
    std::cout << value << std::endl;
}

int main()
{
    Print(5);
    Print("Hello");
    Print(4.3f); // 这里要是再想打印一个float类型还得再重载一次
    std::cin.get();
}

此时使用模版简化：

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template<typename T>
void Print(T value)
{
    std::cout << value << std::endl;
}

也可以使用整数作为模版参数：

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template <int N>
class Array
{
private:
    int m_Array[N];

public:
    int GetSize() const { return N; }
};

int main()
{
    Array<5> array;
    std::cout << array.GetSize() << std::endl; // 5
    std::cin.get();
}

写一个可以自动创建的类

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template <typename T, int N>
class Array
{
private:
    T m_Array[N];

public:
    int GetSize() const { return N; }
};

int main(){
    // 调用
    Array<int, 5> array0;
    Array<std::string, 50> array1;
}

● 总结：

○ 模板类型参数： template<typename T> 此时可以像使用任何其他类型一样使用T。

○ 非类型模板参数：允许我们在模板中使用常量值作为参数。用于在模板定义中指定一个常量值，而不是一个数据类型。非类型模板参数可以是整数、枚举、指针或引用类型。例如：template<int N>

○ 可以使用模板来做一些很好的事，比如日志系统记录每一种可能的类型，但是不要将模板写的复杂，因为后续就很难知道到底发生了什么。

宏

使用#define定义，例如 #define PI 3.14159265

• 实际上就是代码中的命令使用定义的名称替换，所以结尾的封号；也会一并替换

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#define LOG(x) std::cout << x << std::endl;
int main(){
   LOG("Hello, World!")
}

// 或者

#define LOG(x) std::cout << x << std::endl
int main(){
   LOG("Hello, World!")；
}

• 一般使用宏不会使用上面的例子，因为你记录日志的方法可能基于你的设置会发生变化，可能希望 Debug 版本中有日志，而 Release 版本中去掉日志，而宏可以做到这一点：

• 另外，宏可以分段写，通过\来表示换行，注意反斜杠后面不要有空格，不然就变成对空格转义了。

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#define LOG(x) std::cout << x << std::endl;
#define MAIN int main() \
{\
    LOG("Hello, World!")\
}
MAIN

lambda表达式

capture list -> return type { function body } capture list 是捕获列表，用于指定 Lambda表达式可以访问的外部变量，以及是按值还是按引用的方式访问。捕获列表可以为空，表示不访问任何外部变量。 parameter list 是参数列表，用于表示 Lambda表达式的参数，可以为空，表示没有参数 return type 是返回值类型，用于指定 Lambda表达式的返回值类型，可以省略 function body 是函数体，用于表示 Lambda表达式的具体逻辑 =,传递所有变量，通过值传递；&传递所有变量，通过引用传递

• 例子：std::find_if 函数在 values 容器中查找满足 lambda 表达式的条件的第一个元素。 现在使用lambda表达式找到第一个满足条件的元素：

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#include <algorithm>
auto it = std::find_if(values.begin(), values.end(), [](int value) {return value > 3; });
std::cout << *it << std::endl;

# 相当于以下的功能：
void ForEach(const std::vector<int>& values,const std::function<void(int)>& func)
{
    for (int value : values)
        if(value > 3)    // 添加bool判断
            func(value);
}