在學(xué)習(xí)C++的過程中派歌，發(fā)現(xiàn)C++真是一個(gè)龐大、復(fù)雜含滴、微妙的語言鬼雀。C++雖然有很多設(shè)計(jì)問題，但是這些年來大家找到了各種各樣的方法來克服這些問題蛙吏，一些特殊的寫法初看可能很奇怪，但實(shí)際上這些寫法都是經(jīng)過時(shí)間考驗(yàn)的專門用來解決某一個(gè)問題的經(jīng)典方法鞋吉。如果對(duì)C++不是特別熟悉鸦做，很容易在C++源碼中迷失。
我已經(jīng)先后多次學(xué)習(xí)C++谓着，但由于我的工作和學(xué)習(xí)中大部分時(shí)間都在使用java泼诱，因此總是學(xué)了以后，一段時(shí)間沒有用到就忘了一些內(nèi)容赊锚。這次我重新學(xué)習(xí)C++治筒，并將有趣的，尤其是C/C++獨(dú)有的知識(shí)點(diǎn)記錄在此舷蒲，以便查閱耸袜。這里記錄的內(nèi)容僅僅是對(duì)每個(gè)主題的簡單介紹，不過對(duì)主題有了解的人應(yīng)該能夠從這些簡單介紹中回憶起相關(guān)內(nèi)容牲平，更加詳細(xì)的解釋說明已有很多經(jīng)典著作如《Thinking In C++》和《Effective C++》等給出堤框。

c++的設(shè)計(jì)哲學(xué)

Is cpp the world’s most elegant language?
c是一門小巧、優(yōu)雅纵柿、易于上手的語言蜈抓。
c++不是一門優(yōu)雅的語言，而是一門實(shí)用的語言昂儒。
如果想要讓一個(gè)編程的初學(xué)者對(duì)編程喪失信心沟使，c++絕對(duì)是最佳備選之一。
c++中充斥著undefined behavior渊跋，有著各種各樣的編程風(fēng)格腊嗡，最近的c++委員會(huì)每一次升級(jí)語言標(biāo)準(zhǔn)都使得c++變得更加復(fù)雜更加難以理解着倾，各種編譯器對(duì)同一套源碼進(jìn)行編譯，甚至有矛盾的編譯結(jié)果叽唱。雖然如此屈呕，不過c++畢竟經(jīng)過了這么多年的考驗(yàn)，它的強(qiáng)大是毋庸置疑的棺亭。如果多花些時(shí)間學(xué)習(xí)和熟悉C++虎眨，就能夠掌握這個(gè)強(qiáng)大的工具。

extern關(guān)鍵字的作用

extern關(guān)鍵字用在聲明變量時(shí)镶摘，可以告訴編譯器這個(gè)變量在運(yùn)行時(shí)會(huì)由其它程序定義嗽桩。
extern關(guān)鍵字用在extern “C” {…}時(shí)，可以讓編譯器以C的方式處理塊內(nèi)代碼凄敢，并且塊內(nèi)必須是標(biāo)準(zhǔn)的C程序碌冶。

c++頭文件：尖括號(hào)和雙引號(hào)的區(qū)別

使用尖括號(hào)引用的頭文件只在search path中尋找，也就是系統(tǒng)默認(rèn)頭文件目錄和我們通過-L指定的目錄涝缝。使用雙引號(hào)引用的頭文件先相對(duì)于文件所在目錄查找扑庞，如果找不到再去search path中尋找。
早期不同的操作系統(tǒng)規(guī)定了不同的文件命名規(guī)范拒逮，某些系統(tǒng)甚至規(guī)定文件名不能超過8個(gè)字符罐氨，為了兼容這些不同的操作系統(tǒng)，c++標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定通過尖括號(hào)引用頭文件時(shí)可以不帶文件后綴滩援，編譯器應(yīng)當(dāng)按照當(dāng)前系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)去查找被引用的文件栅隐。
c++標(biāo)準(zhǔn)沒有強(qiáng)制要求用尖括號(hào)引用的頭文件必須不帶后綴，這使C程序能夠直接被C++編譯玩徊，因?yàn)镃程序在引用頭文件時(shí)都是帶.h后綴的租悄。c++標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)C頭文件規(guī)定了一種特殊的引用格式，可以用 include <cstdio> 替換 include <stdio.h>恩袱。這樣泣棋，可以較為方便地從引用文件的名字看出被引用的是C程序頭文件，同時(shí)引用方式和新c++頭文件不帶后綴的引用方式保持一致憎蛤。

覆蓋標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的實(shí)現(xiàn)

編譯大體上分為編譯和鏈接兩個(gè)步驟外傅，編譯器首先將源代碼編譯成目標(biāo)文件，然后將目標(biāo)文件同庫文件鏈接以解析目標(biāo)文件中的未定引用俩檬。
連接器在鏈接庫文件時(shí)萎胰，每發(fā)現(xiàn)一個(gè)未定引用就去指定的庫文件列表中查找被引用的符號(hào)。我們可以利用這個(gè)特性棚辽，在我們自己的庫文件中實(shí)現(xiàn)同標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)同名的函數(shù)技竟，并讓連接器在查找?guī)煳募r(shí)優(yōu)先查詢我們自己的庫文件，這樣鏈接器就會(huì)在我們的庫文件中發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的實(shí)現(xiàn)并直接使用該實(shí)現(xiàn)屈藐，不會(huì)繼續(xù)去標(biāo)準(zhǔn)庫文件中查找標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了榔组。

被偷偷鏈接的標(biāo)準(zhǔn)庫

在將目標(biāo)文件編譯成可執(zhí)行程序時(shí)熙尉，編譯器偷偷地幫我們鏈接了一些庫文件。其中一個(gè)庫文件是啟動(dòng)模塊搓扯，正是在該庫文件中引用并調(diào)用了main函數(shù)检痰，所以在缺少main函數(shù)時(shí)，編譯器會(huì)抱怨說存在未解析的main引用锨推。當(dāng)執(zhí)行可執(zhí)行程序時(shí)铅歼，實(shí)際上是從啟動(dòng)模塊庫文件的一個(gè)入口處開始執(zhí)行的。
此外换可，標(biāo)準(zhǔn)庫文件也會(huì)被偷偷地鏈接椎椰，從而讓我們能夠直接引用標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件，而不用指明link標(biāo)準(zhǔn)庫文件沾鳄。

struct與POD

C++中慨飘，struct和class幾乎是同義詞，唯一的區(qū)別在于默認(rèn)的訪問控制級(jí)別译荞。class甚至可以繼承自struct瓤的，struct也可以繼承自class。
通常使用class來聲明用到了面向?qū)ο笏枷氲念愅碳撸褂胹truct來聲明簡單的數(shù)據(jù)類堤瘤，簡單數(shù)據(jù)類通常被叫做Plain Old Data，即POD浆熔。POD是和C兼容的struct，是指對(duì)象足夠簡單桥帆，能夠直接將其內(nèi)存寫入文件医增，并隨后還能夠直接恢復(fù)的對(duì)象。
比如：

// 寫入文件
struct date *object=malloc(sizeof(struct date));
strcpy(object->day,"Good day");
object->month=6;
object->year=2013;
FILE * file= fopen("output", "wb");
if (file != NULL) {
    fwrite(object, sizeof(struct date), 1, file);
    fclose(file);
}
// 從文件讀出
struct date *object2=malloc(sizeof(struct date));
FILE * file= fopen("output", "rb");
if (file != NULL) {
    fread(object2, sizeof(struct date), 1, file);
    fclose(file);
}
printf("%s/%d/%d\n",object2->day,object2->month,object2->year);

變長結(jié)構(gòu)體

諸如這樣的結(jié)構(gòu)體稱為變長結(jié)構(gòu)體老虫，其中X[0]在編譯期長度為0叶骨，其空間在運(yùn)行時(shí)被動(dòng)態(tài)地確定，這是GNU軟件的慣常做法：

     struct line {
       int length;            // 在這個(gè)屬性中記錄contents的長度
       char contents[0];      // 可變長數(shù)組祈匙，由于其長度聲明為0忽刽，因此在struct中不占空間
     };
    
     struct line *thisline = (struct line *)
     malloc (sizeof (struct line) + this_length);
     thisline->length = this_length;

     struct f1 {
       int x; int y[];
     } f1 = { 1, { 2, 3, 4 } };
    
     struct f2 {
       struct f1 f1; int data[3];
     } f2 = { { 1 }, { 2, 3, 4 } };

注意在使用這種技巧時(shí)，要注意可變長數(shù)組一定要出現(xiàn)在struct的末尾夺欲。當(dāng)這樣的struct被其他struct包含時(shí)跪帝，不可以使用這種技巧，因?yàn)檫@時(shí)在內(nèi)層struct末尾之后的是外層struct的其它屬性些阅，利用這種技巧將導(dǎo)致外層struct的屬性被覆蓋伞剑。

typedef和typename

typename常常和typedef一同使用，比如
typedef typename traits_type::char_type value_type;
typename的作用有兩個(gè)市埋，第一是用來替代泛型編程中的class關(guān)鍵字以更好地表達(dá)范型的語義黎泣；第二是用來告訴編譯器某個(gè)符號(hào)是一個(gè)類型而非一個(gè)變量恕刘。上面的例子中typename就告訴編譯器traits_type::char_type是一個(gè)類型，而不是traits_type類中的一個(gè)變量抒倚、方法或者別的什么東西褐着。

運(yùn)算符重載

運(yùn)算符重載的規(guī)則比較復(fù)雜，這里的復(fù)雜體現(xiàn)在可重載的運(yùn)算符的數(shù)量多托呕、不同運(yùn)算符重載需要遵循不同的規(guī)則：
c++支持的運(yùn)算符重載有如下這些：

1. 正常的可重載運(yùn)算符：operator op含蓉，op可以取：
   1. 加減乘除镣陕、取余谴餐、冥乘：+ - * / % ? ++ --
   2. 與、或呆抑、非岂嗓、取反、邏輯與鹊碍、邏輯或： & | ~ ! && ||
   3. 賦值厌殉、運(yùn)算并賦值、大于小于等于： = < > += -= *= /= %= ?= &= |= != <= >=
   4. 移位侈咕、移位并賦值：<< >> >>= <<= ==
   5. 其它特殊運(yùn)算符：, ->* -> ( ) [ ]
2. 類型轉(zhuǎn)換函數(shù)：operator Type
3. 內(nèi)存分配函數(shù)：operator new, operator new [ ]
4. 內(nèi)存釋放函數(shù)：operator delete, operator delete [ ]
5. 用戶定義字面量：operator “”

雖然運(yùn)算符重載可以提供任意的返回類型公罕，但是為了可讀性，不同的運(yùn)算符重載應(yīng)該遵循各自的規(guī)則：

1. 二元運(yùn)算符應(yīng)該具有反身性耀销，即a+b和b+a應(yīng)該調(diào)用同樣的運(yùn)算符函數(shù)楼眷，為此二元運(yùn)算符應(yīng)該實(shí)現(xiàn)為非成員友元函數(shù)。順帶一提熊尉，二元運(yùn)算符的定義很微妙罐柳，當(dāng)定義如+這樣的運(yùn)算符時(shí)，具體定義的是二元成員運(yùn)算符還是一元非成員運(yùn)算符取決于該定義是否有friend作為修飾狰住。如果這樣定義：T operator+(const T& rval);张吉，定義的是類型T的二元加法運(yùn)算符函數(shù)，加法的第一個(gè)操作數(shù)是this催植；如果在前面加上一個(gè)friend肮蛹，即friend T operator+(const T& rval);，定義的就是一個(gè)非成員的友元函數(shù)创南，這個(gè)函數(shù)是一元運(yùn)算符+伦忠。
2. 賦值運(yùn)算符總是應(yīng)當(dāng)檢查自賦值，并在自賦值時(shí)什么都不做稿辙。
3. 指針運(yùn)算符應(yīng)該返回一個(gè)重載了指針運(yùn)算符的對(duì)象或者一個(gè)指針缓苛，如果返回了一個(gè)重載了指針運(yùn)算符的對(duì)象，當(dāng)調(diào)用指針運(yùn)算符時(shí)，會(huì)遞歸地調(diào)用指針運(yùn)算符未桥，直到最后返回了真正的指針笔刹，然后在這個(gè)指針上調(diào)用指針運(yùn)算符后面指定的方法。
4. 使用運(yùn)算符重載主要是為了更好的可讀性冬耿，一些數(shù)學(xué)相關(guān)的類型如矩陣舌菜、行列式進(jìn)行運(yùn)算符重載可以很好地增加可讀性；一些智能指針類也可以通過重載賦值運(yùn)算符和指針運(yùn)算符來實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝對(duì)象的透明訪問亦镶。
5. 雖然可以重載指針成員訪問運(yùn)算符日月、逗號(hào)運(yùn)算符，但是重載它們不僅很麻煩而且通常會(huì)破壞可讀性缤骨。就算是std::shared_ptr也沒有重載指針成員訪問運(yùn)算符->*爱咬。

類成員指針和成員指針運(yùn)算符

在C中，每個(gè)函數(shù)都有地址绊起，可以用一個(gè)指針指向這個(gè)函數(shù)精拟。
在C++中，同樣如此虱歪，不過C++引入了對(duì)象的概念蜂绎，一個(gè)方法有可能是全局函數(shù)、類靜態(tài)函數(shù)或者類成員函數(shù)笋鄙。對(duì)于全局函數(shù)和類靜態(tài)函數(shù)师枣，只要知道這個(gè)函數(shù)的地址就可以通過函數(shù)指針來訪問它；但是對(duì)于成員函數(shù)來說萧落，光是知道函數(shù)地址是不夠的践美，它還需要和一個(gè)this指針關(guān)聯(lián)，因此要想調(diào)用成員函數(shù)指針找岖，需要在調(diào)用時(shí)指定和它關(guān)聯(lián)的this指針拨脉，c++特意定義了兩個(gè)運(yùn)算符：.和->兩個(gè)運(yùn)算符，這兩個(gè)運(yùn)算符叫做Pointer-To-Member operator宣增，也就是成員指針運(yùn)算符。
假設(shè)method是一個(gè)成員函數(shù)指針矛缨，如auto method = T::method爹脾，如果t是一個(gè)對(duì)象，就可以通過t.method()來調(diào)用method箕昭，且在函數(shù)中可以通過this來引用&t灵妨；如果pt是一個(gè)指針，就可以通過pt->method()來調(diào)用method落竹，且在函數(shù)中可以通過this來引用pt泌霍。

Functor，函數(shù)對(duì)象

Functor是指重載了operator()的類，這樣的類對(duì)象能夠表現(xiàn)得像是一個(gè)函數(shù)一樣朱转，因此得名functor蟹地。functor在使用上和函數(shù)指針相似，但functor由于自身是一個(gè)類的實(shí)例藤为，因此可以保持狀態(tài)怪与，使用functor，可以實(shí)現(xiàn)類似函數(shù)式編程的代碼風(fēng)格缅疟。
新的C++標(biāo)準(zhǔn)引入了lambda用于實(shí)現(xiàn)類似的行為分别，大多數(shù)情況下應(yīng)該可以直接使用lambda。