C++基础知识点
C++中static关键字作用
- 函数体内static变量的作用域为该函数体，该变量的内存只被分配一次，因此其值在下次调用时仍维持上次的值
- 在模块内的static全局变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其他函数访问（在其他模块内调用需要使用using namespace）
- 在模块内的static函数只可被这一模块内的其它函数调用，这个函数的使用范围被限制在声明它的模块内
- 在类中的static成员变量属于整个类，不属于类的对象，所以它没有this指针，这就导致了它仅能访问类的静态成员和静态成员函数。同时不能将静态成员函数定义为虚函数。
静态成员初始化与一般数据成员初始化不同：
（1）初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆；
（2）初始化时不加该成员的访问权限控制符private、public等
（3）初始化时使用作用域运算符来标明它所属类，所以得出静态成员初始化格式：
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
为了防止父类的影响，可以在子类定义一个与父类相同的静态变量，以屏蔽父类的影响。
5. static关键字还有一个作用就是使得变量默认初始化为0，因为全局变量和静态变量都存储在静态数据区，静态数据区内存中所有字节的默认值都是0x00，比如将字符数组当做字符串使用时就会比较方便，因为尾元素的下一个字节就是'\0'。
### C++和C的区别
1. 面向过程的思路：分析解决问题所需的步骤，用函数把这些步骤依次实现。
C语言是面向过程的编程，它最重要的特点是函数，通过main函数来调用各个子函数。程序运行的顺序都是程序员事先决定好的。
2. 面向对象的思路：把构成问题的事务分解为各个对象，建立对象的目的，不是完成一个步骤，而是描述某个事务在解决整个问题步骤中的行为。
C++是面向对象的编程，类是它的主要特点，在程序执行过程中，先由主main函数进入，定义一些类，根据需要执行类的成员函数，过程的概念被淡化了（实际上过程还是有的，就是主函数的哪些语句），以类驱动程序运行，类就是对象，所以我们称之为面向对象程序设计。面向对象在分析和解决问题的时候，将涉及到的数据和数据的操作封装在类中，通过类可以创建对象，以事件或消息来驱动对象执行处理。
3. C++对C的“增强”，表现在以下几个方面：
类型检查更为严格。增加了面向对象的机制。增加了泛型编程的机制（Template）。增加了异常处理。增加了运算符重载。增加了标准模板库（STL）。增加了命名空间，避免全局命名冲突。
4. C的大部分代码在C++上都能应用，而C++的代码在C上不能应用。（**记住是大部分，不是所有**）C++是C语言的超集，虽然C++兼容C，但是C++中也有与Ｃ语言中不兼容的地方。
5. C++与C不兼容之处：
（1）变量声明的位置
C中变量声明和代码是分开的，必须在函数开始处声明；
C++中，变量可以在任意处声明，只要保证先声名后使用的原则就可以。
（2）struct结构体
用struct定义变量`struct mystruct{ int i;float x;}`在c中声明struct变量要这么写：`struct mystruct a;`在C++中前面不用加struct：`mystruct a;`一种兼容的用法是：`typedef struct _mystruct{int i;float x;} mystruct;`然后用mystruct 定义变量。枚举型(enum),联合体类型(union)也是同样。
在C++中，struct结构体支持成员函数的定义，C中不行。另外要注意的是，C++中成员函数的默认访问说明符为public,这一点和类不同，类的默认访问说明符为private.
（3）bool类型值
C++中有bool(或boolean类型);C中可没有这样的bool类型，均为数值类型！需要注意的是真为非零(如：１，５２，-５，-２等)，假的数值为０。
（4）注释的不同
C中的注释至有一种 /*......*/;
C++中的注释包含两种/*......*/和//。
（5）强制数据类型装换
Ｃ中的强制转化形式为：(类型)变量；
C++中还可以使用:类型(变量)的形式以及四种cast。
（6）函数
Ｃ语言中函数没有参数默认值，在C++中函数有参数默认值的概念，注意参数默认值与函数重载的区别。
C语言中函数的定义又两种形式，经典形式和标准形式，C++中只支持标准形式。
标准形式：`int string(int x,float y){......}`
经典形式: `int string(x,y)int x;float y;{......}`
C++的函数必须先声名原型或定义才能使用,因为C++是强数据类型语言,在C语言中,未声名和定义函数之前调用函数是允许的.
C语言中产生函数符号的规则是根据名称产生，这也就注定了c语言不存在函数重载的概念。而C++生成函数符号则考虑了函数名、参数个数、参数类型。需要注意的是函数的返回值并不能作为函数重载的依据，也就是说int sum和double sum这两个函数是不能构成重载的！
我们的函数重载也属于多态的一种，这就是所谓的静多态。
静多态：函数重载，函数模板
动多态（运行时的多态）：继承中的多态（虚函数）。
（7）const
C语言中的const：被修饰后不能做左值，可以不初始化，但是之后没有机会再初始化。不可以当数组的下标，可以通过指针修改。简单来说，它和普通变量的区别只是不能做左值而已。其他地方都是一样的。
C++中的const：真正的常量。定义的时候必须初始化，可以用作数组的下标。const在C++中的编译规则是替换（和宏很像），所以它被看作是真正的常量。也可以通过指针修改。需要注意的是，C++的指针有可能退化成C语言的指针。
```
int b=20;
const int a=b;
```
这时候的a就只是一个普通的C语言的const常变量了，已经无法当数组的下标了。（引用了一个编译阶段不确定的值）
（8）运算符&
&运算符最基本的含义是取地址，C和Ｃ++中都支持这一语法。但在C++中&还可以表示引用。有了引用的概念后函数调用可以作为左值。例如：
`int &rtux()......rtux()=5;`
以上表达式在C++中完全正确，但在C语言中是非法的。
引用底层就是指针，使用时会直接解引用，可以配合const对一个立即数进行引用。
（9）extern说明符
在C语言的某些版本中，可以在程序中多次使用一个全局变量而无需使用extern说明符。但在C++中除定义全局变量外，在其他模块使用应先用extern生明。
6. C++和C中struct的区别：
（1）C中定义的时候需要在前面加上struct，而C++中不用
（2）C++把struct当成类处理，所以C++的struct中可以自己设定访问权限，而C中没有访问权限
（3）C++把struct当成类处理，所以C++中struct可以有成员函数，而C中不能有成员函数
（4）C++把struct当成类处理，所以C++中struct可以继承，而C中不能继承
7. C++中class和struct的区别：
（1）struct作为数据结构的实现体，它默认的数据访问控制是public的，而class作为对象的实现体，它默认的成员变量访问控制是private的。
（2）class和struct如果定义了构造函数的话，都不能用大括号进行初始化。如果没有定义构造函数，struct可以用大括号初始化。如果没有定义构造函数，且所有成员变量全是public的话，可以用大括号初始化。
（3）class继承默认是private继承，而struct继承默认是public继承。
8. C++保留struct关键字原因：
（1）保证与C语言的向下兼容性，C++必须提供一个struct
（2）C++中的struct定义必须百分百地保证与C语言中的struct的向下兼容性，把C++中的最基本的对象单元规定为class而不是struct，就是为了避免各种兼容性要求的限制
（3）对struct定义的扩展使C语言的代码能够更容易的被移植到C++中
### new/delete和malloc/free的区别
1. malloc是从堆上开辟空间，而new是从自由存储区开辟；（自由存储区是C++抽象出的概念，不仅可以是堆，还可以是静态存储区）
2. malloc/free是函数，而new/delete是关键词或者说是运算符
3. malloc对开辟的空间大小需要严格指定，而new只需要对象名
4. malloc开辟的空间既可以给单个对象用也可以给数组用，释放的方式都是free；而new开辟对象数组用的是new[size]，释放的方式是delete[]（尽管内置类型可能不会引起问题，但是自定义类型的话，delete[]需要知道有多少个对象，而这个计数就被放在这块空间的头部）
5. 返回值问题，malloc开辟成功返回void*，需要强制类型转换，失败返回NULL，new成功返回对象指针，失败抛出异常，虽然为了最大程度兼容C，C++new也支持失败返回NULL，但一般不被使用
6. 是否调用构造函数和析构函数，new和free不但负责开辟空间，当使用了自定义类型时还会调用对象的构造函数和析构函数，而malloc/free则不会
7. 是否可以相互调用，new的实现可以用malloc，malloc的实现不可以使用new；
8. 是否可以被重载，new operator/delete operator就是new和delete操作符，而operator new/operator delete是函数。我们可以重载自己的operator new/delete，但是不可以重载new/delete/malloc/free;
9. malloc开辟 的内存如果太小，想要换一块大一点的，可以调用relloc实现，但是new没有直观的方法来改变；
10. 当new中的底层实现如果获取不到更多的内存，会触发new_handler机制，留有一个set_new_handler句柄，看看用户是否设置了这个句柄，如果设置了就去执行，句柄的目的是看看能不能尝试着从操作系统释放点内存，找点内存，如果实在不行就抛出bad_alloc异常；而malloc就没有这种尝试了；
### new运算符、operator new、placement new的区别与联系
1. new的执行过程：
（1）通过operator new申请内存
（2）使用placement new调用构造函数（内置类型忽略此步）
（3）返回内存指针
2. delete的执行过程：
（1）调用析构函数（内置类型忽略此步）
（2）使用operator delete释放内存
3. new运算符：
（1）调用operator new分配足够的空间
（2）不可以被重载
4. operator new：
（1）只分配所要求的空间，不调用相关对象的构造函数。当无法满足所要求分配的空间时，则：
如果有new_handler，则调用new_handler，否则如果没要求不抛出异常（以nothrow参数表达），则执行bad_alloc异常，否则返回0
（2）可以被重载
（3）重载时，返回类型必须为void*
（4）重载时，第一个参数必须为表达要求分配空间的大小（字节），类型为size_t
（5）重载时，可以带其它参数
delete与operator delete类似
5. ::operator new是全局函数，这样的全局函数有三个，其中有一个就是placement new。一般用户不会（虽然能）在全局重载operator new函数，而是在自定义的类中重载operator new函数。operator new都是申请一个对象的空间内存，所以调用的时候size_t省略，但是对于operator new[]这个函数要明确说明数组中对象的个数。
6. new和delete操作符是对自由存储区的内存进行申请和释放，而这两个都是不能被重载的，要实现不同的内存分配行为，需要重载operator new和operator delete，而不是new和delete。
7. 我们不能在全局对原型为`void operator new(size_t size)`这个原型进行重载，一般只能在类中重载，如果类中没有重载operator new，那么调用的就是全局的::operator new来完成内存的分配。
8. palcement new是operator的一个重载版本，如果我们想在已经分配的内存中创建一个对象，使用new是行不通的，palcement new允许我们在一个已经分配好的内存中构造一个新的对象。原型中void *p就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的地址。
9. 使用new操作符分配内存需要在自由存储区中查找足够大的剩余空间，操作速度很慢，而且有可能出现无法分配内存的异常（空间不够）。而使用palcement new，我们构造对象都是在一个预先准备好了的内存缓存区中进行，不需要查找内存，内存分配时间为常数，而且不会出现程序运行中内存不足的异常。
10. 一旦使用placement new创建的对象使用完毕，我们必须显式调用类的析构函数进行销毁对象，此时内存空间不会被释放，以便其他对象的构造。
```
myclass {};
char *a=new char[100*sizeof(myclass)];//预先分配内存
myclass *p=new(a) myclass;//使用placement new函数
p->~myclass();//显式调用析构函数
```
11. 全局有三个operator new函数，分别如下：
```
1: void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
2: void* operator new (std::size_t size, const std::nothrow_t & nothrow_constant) throw();
3: void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();
```
第一种分配size个字节的存储空间，并进行对象类型进行内存对齐。如果成功，返回一个非空的指针指向首地址。失败抛出bad_alloc异常。
第二种在分配失败时不抛出异常，它返回一个NULL指针。
第三种是placement new版本。它不分配内存，调用合适的构造函数在ptr所指的地方构造一个对象，之后返回实参指针ptr。
三种版本的operator new 定义在全局命名空间，不在std中。第一、第二个版本C++默认在每个编译单元中声明，不需要`#include
`头文件。第一、第二个版本可以被用户更换和重载（一般在类中重载），定义自己的版本，第三种placement new不可重载。
12. new的本质是关键字，编译器在背后的操作可能与我们的想象大不相同。能够重载的是函数，是运算符，关键字是不能重载的
### char*、char**、char[]和char *a[]的区别
1. 当定义 char a[10] 时，编译器会给数组分配十个单元，每个单元的数据类型为字符，而定义 char *s 时， 这是个指针变量，只占四个字节，32位，用来保存一个地址
2. `char *a[]`，由于\[\]的优先级高于\*，所以a先与\[\]结合，它还是一个数组，但是里面的元素类型是`char*`
3. `char** a`为二级指针，a中保存一级指针`char *`的地址