Cpp重要知识概括
命名空间namespace
C++ 引入了命名空间的概念，计划重新编写库，将类、函数、宏等都统一纳入一个命名空间，这个命名空间的名字就是std。std 是 standard 的缩写，意思是“标准命名空间”
对于不带.h的头文件，所有的符号都位于命名空间 std 中，使用时需要声明命名空间 std；对于带.h的头文件，没有使用任何命名空间，所有符号都位于全局作用域。这也是 C++ 标准所规定的。
输入输出
cout 和 cin 都是 C++ 的内置对象，而不是关键字。C++ 库定义了大量的类（Class），程序员可以使用它们来创建对象，cout 和 cin 就分别是 ostream 和 istream 类的对象
只不过它们是由标准库的开发者提前创建好的，可以直接拿来使用。这种在 C++ 中提前创建好的对象称为内置对象。
New和Delete
和 malloc() 一样，new 也是在堆区分配内存，必须手动释放，否则只能等到程序运行结束由操作系统回收。为了避免内存泄露，通常 new 和 delete、new[] 和 delete[] 操作符应该成对出现，并且不要和C语言中 malloc()、free() 一起混用。
在C++中，建议使用 new 和 delete 来管理内存，它们可以使用C++的一些新特性，最明显的是可以自动调用构造函数和析构函数
new、delete是C++中的操作符，而malloc和free是标准库函数。
内联函数
函数是一个可以重复使用的代码块，CPU 会一条一条地挨着执行其中的代码。CPU 在执行主调函数代码时如果遇到了被调函数，主调函数就会暂停，CPU 转而执行被调函数的代码；被调函数执行完毕后再返回到主调函数，主调函数根据刚才的状态继续往下执行。
函数调用是有时间和空间开销的。程序在执行一个函数之前需要做一些准备工作，要将实参、局部变量、返回地址以及若干寄存器都压入栈中，然后才能执行函数体中的代码；函数体中的代码执行完毕后还要清理现场，将之前压入栈中的数据都出栈，才能接着执行函数调用位置以后的代码。
为了消除函数调用的时空开销，C++ 提供一种提高效率的方法，即在编译时将函数调用处用函数体替换，类似于C语言中的宏展开。这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数（Inline Function），又称内嵌函数或者内置函数
当函数比较复杂时，函数调用的时空开销可以忽略，大部分的 CPU 时间都会花费在执行函数体代码上，所以我们一般是将非常短小的函数声明为内联函数。
函数重载
C++ 允许多个函数拥有相同的名字，只要它们的参数列表不同就可以，这就是函数的重载（Function Overloading） 这是多态的一种体现 编译时的多态
函数的重载的规则：
- 函数名称必须相同。
- 参数列表必须不同（个数不同、类型不同、参数排列顺序不同等）。
- 函数的返回类型可以相同也可以不相同。
- 仅仅返回类型不同不足以成为函数的重载。
C++ 是如何做到函数重载的?
当发生函数调用时，编译器会根据传入的实参去逐个匹配，以选择对应的函数，如果匹配失败，编译器就会报错，这叫做重载决议（Overload Resolution）
从这个角度讲，函数重载仅仅是语法层面的，本质上它们还是不同的函数，占用不同的内存，入口地址也不一样.
类和对象
类只是一个模板（Template），编译后不占用内存空间，所以在定义类时不能对成员变量进行初始化，因为没有地方存储数据。只有在创建对象以后才会给成员变量分配内存，这个时候就可以赋值了。
在栈上创建出来的对象都有一个名字，比如 stu，使用指针指向它不是必须的。但是通过 new 创建出来的对象就不一样了，它在堆上分配内存，没有名字，只能得到一个指向它的指针，所以必须使用一个指针变量来接收这个指针，否则以后再也无法找到这个对象了，更没有办法使用它。也就是说，使用 new 在堆上创建出来的对象是匿名的，没法直接使用，必须要用一个指针指向它，再借助指针来访问它的成员变量或成员函数。
栈内存是程序自动管理的，不能使用 delete 删除在栈上创建的对象；堆内存由程序员管理，对象使用完毕后可以通过 delete 删除。在实际开发中，new 和 delete 往往成对出现
通过对象名字访问成员使用点号.，通过对象指针访问成员使用箭头->
在类体中和类体外定义成员函数是有区别的：在类体中定义的成员函数会自动成为内联函数，在类体外定义的不会
如果你既希望将函数定义在类体外部，又希望它是内联函数，那么可以在定义函数时加 inline 关键字。当然你也可以在函数声明处加 inline，不过这样做没有效果，编译器会忽略函数声明处的 inline
初始化列表
成员变量的初始化顺序与初始化列表中列出的变量的顺序无关，它只与成员变量在类中声明的顺序有关
初始化 const 成员变量的唯一方法就是使用初始化列表
this指针
this 是 C++ 中的一个关键字，也是一个 const 指针，它指向当前对象，通过它可以访问当前对象的所有成员
所谓当前对象，是指正在使用的对象。例如对于stu.show();，stu 就是当前对象，this 就指向 stu。
this 只能在成员函数内部使用，用在其他地方没有意义
只有当对象被创建后 this 才有意义，因此不能在 static 成员函数中使用
this 实际上是成员函数的一个形参，在调用成员函数时将对象的地址作为实参传递给 this
成员函数最终被编译成与对象无关的普通函数，除了成员变量，会丢失所有信息，所以编译时要在成员函数中添加一个额外的参数，把当前对象的首地址传入，以此来关联成员函数和成员变量。这个额外的参数，实际上就是 this，它是成员函数和成员变量关联的桥梁。
static成员函数和成员变量
static 成员变量属于类，不属于某个具体的对象，即使创建多个对象，也只为 m_total 分配一份内存，所有对象使用的都是这份内存中的数据。当某个对象修改了 m_total，也会影响到其他对象。
static 成员变量必须在类声明的外部初始化，具体形式为：
type class::name = value;
static 成员变量不占用对象的内存，而是在所有对象之外开辟内存，即使不创建对象也可以访问。具体来说，static 成员变量和普通的 static 变量类似，都在内存分区中的全局数据区分配内存
普通成员函数可以访问所有成员（包括成员变量和成员函数），静态成员函数只能访问静态成员。
静态成员函数与普通成员函数的根本区别在于：普通成员函数有 this 指针，可以访问类中的任意成员；而静态成员函数没有 this 指针，只能访问静态成员（包括静态成员变量和静态成员函数）
和静态成员变量类似，静态成员函数在声明时要加 static，在定义时不能加 static
const成员函数和const对象
函数头部的结尾加上 const 表示常成员函数，这种函数只能读取成员变量的值，而不能修改成员变量的值
需要强调的是，必须在成员函数的声明和定义处同时加上 const 关键字
在 C++ 中，const 也可以用来修饰对象，称为常对象。一旦将对象定义为常对象之后，就只能调用类的 const 成员（包括 const 成员变量和 const 成员函数）了。
friend友元函数和友元类
借助友元（friend），可以使得其他类中的成员函数以及全局范围内的函数访问当前类的 private 成员
友元函数不同于类的成员函数，在友元函数中不能直接访问类的成员，必须要借助对象
struct和class的区别
C++中的 struct 和 class 基本是通用的，唯有几个细节不同：
- 使用 class 时，类中的成员默认都是 private 属性的；而使用 struct 时，结构体中的成员默认都是 public 属性的。
- class 继承默认是 private 继承，而 struct 继承默认是 public 继承
- class 可以使用模板，而 struct 不能
在编写C++代码时，我强烈建议使用 class 来定义类，而使用 struct 来定义结构体，这样做语义更加明确。
string类
string 类为我们提供了一个转换函数 c_str()，该函数能够将 string 字符串转换为C风格的字符串，并返回该字符串的 const 指针（const char*）
string 类重载了输入输出运算符，可以像对待普通变量那样对待 string 变量，也就是用>>进行输入，用<<进行输出
有了 string 类，我们可以使用+或+=运算符来直接拼接字符串
string字符串的增删改查
1.字符串插入 string& insert (size_t pos, const string& str);
pos 表示要插入的位置，也就是下标；str 表示要插入的字符串，它可以是 string 字符串，也可以是C风格的字符串。
2.字符串删除 string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);
pos 表示要删除的子字符串的起始下标，len 表示要删除子字符串的长度。如果不指明 len 的话，那么直接删除从 pos 到字符串结束处的所有字符（此时 len = str.length - pos）
3.提取字符串 string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
pos 为要提取的子字符串的起始下标，len 为要提取的子字符串的长度
4.字符串查找 size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;
size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;
引用
引用（Reference）是 C++ 相对于C语言的又一个扩充。引用可以看做是数据的一个别名，通过这个别名和原来的名字都能够找到这份数据。引用类似于 Windows 中的快捷方式，一个可执行程序可以有多个快捷方式，通过这些快捷方式和可执行程序本身都能够运行程序；
引用必须在定义的同时初始化，并且以后也要从一而终，不能再引用其它数据，这有点类似于常量（const 变量）
注意，引用在定义时需要添加&，在使用时不能添加&，使用时添加&表示取地址
按引用传参在使用形式上比指针更加直观
在将引用作为函数返回值时应该注意一个小问题，就是不能返回局部数据（例如局部变量、局部对象、局部数组等）的引用，因为当函数调用完成后局部数据就会被销毁，有可能在下次使用时数据就不存在了
类的继承与派生
以下是两种典型的使用继承的场景：
1) 当你创建的新类与现有的类相似，只是多出若干成员变量或成员函数时，可以使用继承，这样不但会减少代码量，而且新类会拥有基类的所有功能。
2) 当你需要创建多个类，它们拥有很多相似的成员变量或成员函数时，也可以使用继承。可以将这些类的共同成员提取出来，定义为基类，然后从基类继承，既可以节省代码，也方便后续修改成员。
基类成员函数和派生类成员函数不构成重载
不管函数的参数如何，只要名字一样就会造成遮蔽。换句话说，基类成员函数和派生类成员函数不会构成重载，如果派生类有同名函数，那么就会遮蔽基类中的所有同名函数，不管它们的参数是否一样。
子类和父类的构造函数与析构函数
类的构造函数不能被继承 解决这个问题的思路是：在派生类的构造函数中调用基类的构造函数。
Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }
People(name, age)就是调用基类的构造函数，并将 name 和 age 作为实参传递给它，m_score(score)是派生类的参数初始化表，它们之间以逗号,隔开。
派生类构造函数中只能调用直接基类的构造函数，不能调用间接基类的
事实上，通过派生类创建对象时必须要调用基类的构造函数，这是语法规定。换句话说，定义派生类构造函数时最好指明基类构造函数；
如果不指明，就调用基类的默认构造函数（不带参数的构造函数，如果没有默认构造函数，那么编译失败
和构造函数类似，析构函数也不能被继承。与构造函数不同的是，在派生类的析构函数中不用显式地调用基类的析构函数，因为每个类只有一个析构函数，编译器知道如何选择，无需程序员干涉。
另外析构函数的执行顺序和构造函数的执行顺序也刚好相反：
- 创建派生类对象时，构造函数的执行顺序和继承顺序相同，即先执行基类构造函数，再执行派生类构造函数。
- 而销毁派生类对象时，析构函数的执行顺序和继承顺序相反，即先执行派生类析构函数，再执行基类析构函数。
多继承
C++也支持多继承（Multiple Inheritance），即一个派生类可以有两个或多个基类
当两个或多个基类中有同名的成员时，如果直接访问该成员，就会产生命名冲突，编译器不知道使用哪个基类的成员。这个时候需要在成员名字前面加上类名和域解析符::，以显式地指明到底使用哪个类的成员，消除二义性。
多重继承与虚继承
虚继承的目的是让某个类做出声明，承诺愿意共享它的基类。其中，这个被共享的基类就称为虚基类（Virtual Base Class），本例中的 A 就是一个虚基类。在这种机制下，不论虚基类在继承体系中出现了多少次，在派生类中都只包含一份虚基类的成员。
在虚继承中，虚基类是由最终的派生类初始化的，换句话说，最终派生类的构造函数必须要调用虚基类的构造函数。对最终的派生类来说，虚基类是间接基类，而不是直接基类。这跟普通继承不同，在普通继承中，派生类构造函数中只能调用直接基类的构造函数，不能调用间接基类的。
虚基类 A 在最终派生类 D 中只保留了一份成员变量 m_a，如果由 B 和 C 初始化 m_a，那么 B 和 C 在调用 A 的构造函数时很有可能给出不同的实参，这个时候编译器就会犯迷糊，不知道使用哪个实参初始化 m_a。
C++ 干脆规定必须由最终的派生类 D 来初始化虚基类 A，直接派生类 B 和 C 对 A 的构造函数的调用是无效的。在第 50 行代码中，调用 B 的构造函数时试图将 m_a 初始化为 90，调用 C 的构造函数时试图将 m_a 初始化为 100，但是输出结果有力地证明了这些都是无效的，m_a 最终被初始化为 50，这正是在 D 中直接调用 A 的构造函数的结果。
向上转型
类其实也是一种数据类型，也可以发生数据类型转换，不过这种转换只有在基类和派生类之间才有意义，并且只能将派生类赋值给基类，包括将派生类对象赋值给基类对象、将派生类指针赋值给基类指针、将派生类引用赋值给基类引用，这在 C++ 中称为向上转型（Upcasting）。相应地，将基类赋值给派生类称为向下转型（Downcasting）
向上转型非常安全，可以由编译器自动完成；向下转型有风险，需要程序员手动干预
赋值的本质是将现有的数据写入已分配好的内存中，对象的内存只包含了成员变量，所以对象之间的赋值是成员变量的赋值，成员函数不存在赋值问题。
对象之间的赋值不会影响成员函数，也不会影响 this 指针
这种转换关系是不可逆的，只能用派生类对象给基类对象赋值，而不能用基类对象给派生类对象赋值。理由很简单，基类不包含派生类的成员变量，无法对派生类的成员变量赋值。同理，同一基类的不同派生类对象之间也不能赋值。
编译器通过指针来访问成员变量，指针指向哪个对象就使用哪个对象的数据；编译器通过指针的类型来访问成员函数，指针属于哪个类的类型就使用哪个类的函数
最后需要注意的是，向上转型后通过基类的对象、指针、引用只能访问从基类继承过去的成员（包括成员变量和成员函数），不能访问派生类新增的成员
多态与虚函数
通过基类指针只能访问派生类的成员变量，但是不能访问派生类的成员函数
为了消除这种尴尬，让基类指针能够访问派生类的成员函数，C++ 增加了虚函数（Virtual Function）
有了虚函数，基类指针指向基类对象时就使用基类的成员（包括成员函数和成员变量），指向派生类对象时就使用派生类的成员。换句话说，基类指针可以按照基类的方式来做事，也可以按照派生类的方式来做事，它有多种形态，或者说有多种表现方式，我们将这种现象称为多态（Polymorphism）
C++提供多态的目的是：可以通过基类指针对所有派生类（包括直接派生和间接派生）的成员变量和成员函数进行“全方位”的访问，尤其是成员函数。如果没有多态，我们只能访问成员变量。
只有派生类的虚函数覆盖基类的虚函数（函数原型相同）才能构成多态（通过基类指针访问派生类函数）
析构函数可以声明为虚函数，而且有时候必须要声明为虚函数
下面是构成多态的条件：
- 必须存在继承关系；
- 继承关系中必须有同名的虚函数，并且它们是覆盖关系（函数原型相同）。
- 存在基类的指针，通过该指针调用虚函数。
纯虚函数和抽象类
包含纯虚函数的类称为抽象类（Abstract Class）。之所以说它抽象，是因为它无法实例化，也就是无法创建对象。原因很明显，纯虚函数没有函数体，不是完整的函数，无法调用，也无法为其分配内存空间。
抽象类通常是作为基类，让派生类去实现纯虚函数。派生类必须实现纯虚函数才能被实例化
抽象基类除了约束派生类的功能，还可以实现多态。请注意第 51 行代码，指针 p 的类型是 Line，但是它却可以访问派生类中的 area() 和 volume() 函数，正是由于在 Line 类中将这两个函数定义为纯虚函数；如果不这样做，51 行后面的代码都是错误的。我想，这或许才是C++提供纯虚函数的主要目的。
typeid获取对象的数据类型
#include <typeinfo>
const type_info &nInfo = typeid(n);
cout<<nInfo.name()<<" | "<<nInfo.raw_name()<<" | "<<nInfo.hash_code()<<endl;
- name() 用来返回类型的名称。
- raw_name() 用来返回名字编码（Name Mangling）算法产生的新名称
- hash_code() 用来返回当前类型对应的 hash 值。hash 值是一个可以用来标志当前类型的整数，有点类似学生的学号、公民的身份证号、银行卡号等
typeid 运算符经常被用来判断两个类型是否相等。
typeid(int) == typeid(int)
typeid 返回 type_info 对象的引用，而表达式typeid(a) == typeid(b)的结果为 true，可以说明，一个类型不管使用了多少次，编译器都只为它创建一个对象，所有 typeid 都返回这个对象的引用。