cpp一些常见问题
本篇主要涉及cpp的常见关键字，强制类型转换，和智能指针的粗浅用法。
cpp常见关键字
1. const
修饰变量
int main(void) {
int v1 = 1, v2 = 2;
const int* p1 = &v1;
int* const p2 = &v1;
p1 = &v2;
*p2 = v1;
return 0;
}
上述是一个顶层const与底层const的事例，关于顶层const与底层const，C++ primer第五版中翻译的并不是十分准确，顶层与底层对应的英文分别应为： top-level const 和 low-level const
- 如果const修饰的内容本身为常量，那么这个const为顶层const
- 如果const修饰的内容例如指针指向的内容为常量，此时的const为底层const
对于上述事例，p1为底层const，p2为顶层const。const右面直接连着谁，谁就是不可变的。对于p1，const离int近，说明int是不可变的，也就是p1指向内容不可变，（不能通过p1改变p1指向的值），但是p1能指向别的内容。对于p2，p2本身不可变，也就是p2不能再指向别的地址，但是可以通过p2改变地址中的值。
const作为函数参数时
void foo(const int x);
传入的值x可以不为const，但是在函数内部x不能被改变。
void foo(const int &x);// 接受const或非const的int引用，但是不允许通过x修改传入的对象
void foo(const int *x); // 接受const或非const的int指针，但是不允许通过x修改传入的对象
const用在类内部时
const对象不能调用非const函数的原因显而易见：非const函数可能修改成员变量。
将成员函数声明为const函数，则可以被const函数调用，声明const函数的方法为在其参数列表后添加const关键字：(来源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/27919970)
class T
{
public:
int fcn() { return 1; }
int fcn() const { return 2; } // 正确：定义了可以重载的新函数
};
int main()
{
T t1;
cout << t1.fcn() << endl; // 调用第一个函数，输出"1"
const T t2;
cout << t2.fcn() << endl; // 调用第二个函数，输出"2"
return 0;
}
const 修饰函数时是对函数的一个限定，使其无法修改类内的数据成员。const告诉别人这个函数不会改变对象的状态。const T 只能调用T内的常量函数。
强制类型转换
const_cast实现原因就在于C++对于指针的转换是任意的，它不会检查类型，任何指针之间都可以进行互相转换，因此const_cast就可以直接使用显示转换(int*)。改变常量的值也不能通过const_cast强制转，而是只能通过指针或者引用去操作。下面举个例子：
image.png
上面的提示就是不能强转成int，只能转成指针或者引用。而且const int的值是永远不能改变的，它在编译时为常量，被编译成了立即数，
image.png
看一下正确是示范（只能强改指针或者引用）：
int main()
{
const int& a = 1;
int& c = const_cast<int&> (a);
c = 2;
cout << a << " " << c << endl;
return 0;
}
结果：
2 2
a的值被改变了。
这里有天坑，不同编译器出现不同结果。
2. extern
c++中extern的用法主要有两个：
- 用于修饰全局变量，具体用法是在头文件中定义一个变量，用extern修饰，被引入不同的源文件中，就能做到一处修改，全局生效。
首先在头文件中定义一个extern变量
image.png
然后在cpp文件中给全局变量赋值：
image.png
最后在另一个文件中打印全局变量的值：
image.png
最终输出值为3.
** - 用于修饰函数，表示这是一个c函数**
由于c语言并不支持函数重载，cpp和c语言在转为汇编后，函数的表示不同，cpp的函数名会带有函数参数类型信息，但是c不会，为了进行区分，需要在用c函数的时候将c函数声明为extern。
3. static
- c语言中，函数默认是extern的，也就是外部可见的，static修饰函数代表着本函数只能在此文件内访问。
- 用static修饰全局变量，将全局变量限定在本文件中（虽然默认权限就是这样的）。
int main()
{
int a;
static int b;
cout << a << " " << b << endl;
return 0;
}
结果：
//a是用了一随机的内存，内存中的数据未知。
195293221 0
- cpp中static修饰类内函数表明这个函数是这个类共有的，并不属于哪个对象，同时静态函数只能访问类内的静态成员，因为其在编译时期就确定了。因此，类的普通成员可以任意访问类的静态成员和静态变量。
- static修饰类内的成员，表示成员属于这个类，数据存放在静态存储区。
- static的还有一个作用是默认初始化为0。
4. #define
- 宏定义变量 #define PI 3.14
- 宏定义函数 #define add(x,y) (x+y)
- 再定义一个函数：#define sadd(x,y) PI * add(x,y)
4 强制类型转换
- C风格的强制类型转换：用
().
int a = (int) 3.14;
- const_cast 上文讲过，不再赘述。
- static_cast:
Static Cast: This is the simplest type of cast which can be used. It is a compile time cast.It does things like implicit conversions between types (such as int to float, or pointer to void*), and it can also call explicit conversion functions (or implicit ones).
// 这是最简单的一种类型转换，类似于隐式转换: int a = 3.14;
int n = static_cast<int>(3.14);
- reinterpret_cast：极度危险，reinterpret_cast 这种转换仅仅是对二进制位的重新解释，不会借助已有的转换规则对数据进行调整，非常简单粗暴，所以风险很高。举例：
int main(){
char str[]="hello world";
float *p = reinterpret_cast<float*>(str);
cout<<*p<<endl;
return 0;
}
结果：
1.14314e+27
居然可以把char转换为float，牛逼吧。
- dynamic_cast:最安全，最常用的强制类型转换。
dynamic_cast 用于在类的继承层次之间进行类型转换，它既允许向上转型（Upcasting），也允许向下转型(Downcasting)。向上转型是无条件的，不会进行任何检测，所以都能成功；向下转型的前提必须是安全的，要借助 RTTI 进行检测，所有只有一部分能成功。
dynamic_cast 与 static_cast 是相对的，dynamic_cast 是“动态转换”的意思，static_cast 是“静态转换”的意思。dynamic_cast 会在程序运行期间借助 RTTI 进行类型转换，这就要求基类必须包含虚函数；static_cast 在编译期间完成类型转换，能够更加及时地发现错误。
5. 智能指针
- auto_ptr:不安全，不要用，赋值时会释放所有权 原有的ptr变为空指针
- unique_ptr:安全。不允许两个unique_ptr指向同一个地址。
- shared_ptr:允许多个ptr指向同一个对象，通过引用计数，为0时自动销毁。
- weak_ptr:一般和shared_ptr一块用，不占引用计数，避免循环引用。
用法：
一般确定这个地址不会被共用，就用unique_ptr，如果需要多个指针指向同一个地址，就用shared_ptr。
6. strlen和sizeof区别
首先讲区别：strlen遇到 '\0'就停下，sizeof是计算实际占用大小。还有一点，c语言在字符串末尾默认加'\0'符号。
int main() {
char s1[6] = "hello";
char s2[7] = "hel\0lo";
cout << sizeof(s1) << endl; // hello五个字符加上 \0 一个字符
cout << sizeof(s2) << endl; // hello五个字符加上\0一个字符，还有一个默认的\0
cout << strlen(s1) << endl; // 五个长度
cout << strlen(s2) << endl; // 遇到 \0 停止 所以为3
return 0;
}
结果：
6
7
5
3
**注意： 不可以用显式的 \0 替换默认 \0
编译器提示
7. 给int型赋值是原子操作吗
在计算机体系里面，所谓的原子操作就是只有一条指令,下面分三种情况讨论：
int a = 1;
int a = b;
a++;
a = 1是原子操作，会将立即数1赋值给a，a = b不是，需要多一步拷贝至寄存器的操作，a++也类似，并不是原子操作。
