C/ C++基础(二)

(1)运算符优先级
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
   unsigned char a = 0xA5;
   unsigned char b = ~a>>4+1;
   //cout<<"b= "<<b<<endl; 这样看不到结果
   printf("b=%d\n",b); //b=250
   return 0;
}
/*
这道题目考察两个知识点: 一是类型转换问题;二是算符的优先级问题。
对于第一个问题:unsigned char b = ~a>>4,在计算时,编译器会先把a和4的值转换为int类型(即所谓整数提升)后再进行计算,当计算结果出来后,再把结果转换车个unsigned char 赋值给b.
对于第二个问题:因为 "~"的优先级高于">>"和"+",过程是这样的:先对1010 0101 取反 0101 1010; 再右移,这里有一个问题,是先右移4位再加1呢,还是直接右移5位。因为 "+"的优先级高于">>",所以是右移5位。结果是0000 0010。结果是2,但运算结果是250,why? 原因在于, 进入汇编指令我们可以看到eax是16位的寄存器,于是在机器中0xA5的寄存中表达式是0000 0000 1010 0101, 取反是 1111 1111 0101 1010, 那么右移5位是 0000 0111 1111 1010,由于是unsigned char型的只能表示低8位的数值,即是250.
*/


(2)运算技巧

用一个表达式,判断一个数X是否是2的n次方(2,4,8,16...),不可用循环语句。
2,4,6,8 这样的数转换成二进制是10 100 1000 10000。 在c/c++基础(一)中我们讲过判断一个数转换成二进制后1的个数是通过x&(x-1)来判断的。这里用同样的方法:如果x&(x-1)为0,则满足,所以答案为!x&(x-1)

int fun(int x, int y)
{
   return(x&y)+((x^y)>>1)
}
(729,271) = ?
当然可以转换成二进制后一步步算,但是这肯定不是理想的做法。仔细观察发现, x&y是取相同的位与,这个的结果是x和y相同位的一半,x^y是取x和y的不同位,右移相当于除以2,所以功能是取两个数的平均值。(729+271)/2 = 500。

有两个变量a和b,不用"if","?:","switch"或其他判断语句,找出两个数中间比较大的。
((a+b)+abs(a-b))/2


如何将a,b的值进行交换,并且不使用任何中间变量?
简而言之,用异或语句比较容易,不用担心超界的问题。
如果采用:
a = a+b;
b = a-b;
a = a-b;
缺点是 a,b都是比较大的两个数时,a=a+b会超出界限。
正确应采用
a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;
无需担心超界的问题。按位异或运算符"^"是双目运算符,其功能是参与运算的两数个对应的二进制位相异或,当对应的二进制位相异时,结果为1.参与运算数仍旧以补码形式出现。


(3)C/C++比较常识

在c++程序中调用被C编译器编译后的函数,要加extern "C" why?
一句话: c++提供了C连接交换指定符号 extern "C"解决名字匹配问题。
详细的说:C++语言支持函数重载,C语言不支持函数重载。函数被C++编译后在库中的名字与C语言的不同。假设某个函数的原型为void foo(int x, int y).该函数被C编译器编译后在库中的名字为_foo,而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字。

头文件中的ifdef/define/endif是干什么用的?
防止该头文件被重复引用。

评价一下C与C++的各自特点,如果一个程序既需要大量运算,又要有一个好的用户界面,还需要与其他软件大量交流,应该怎样选择合适的语言?
C是一种结构化语言,重点在于算法和数据结构。C程序的设计首先考虑的是如何通过一个过程,对输入(或环境条件)进行运算处理得到输出(或实现过程(事务)控制)。而对于C++,首先考虑的是如何构造一个对象模型,让这个模型能够契合与之对应的问题域,这样就可一通过获取对象的状态信息得到输出或实现过程(事务)控制。
对于大规模数值运算,C/C++和Java/.NET 之间没有明显的性能差异。不过,如果运算涉及向量计算,矩阵运算,可以使用FORTRAN 或者 MATLAB 编写计算组件 (如COM)
大规模用户界面相关的软件可以考虑使用.NET进行开发(Windows环境下),而且.NET同COM之间的互操作十分容易,同时,.NET对数据库访问的支持也相当好。

(4)宏定义
用一个宏定义FIND求一个结构提struc里某个变量相对struc的偏移量。
{int a; char b[20];} 则: FIND(student,a);//等于0  FIND(student,b); //等于4// int 4个字节 char 1个字节 float 4个字节 double 8个字节
答案可以是: #define FIND(struc,e) (size_t)&(((struc*)0)->e)
其中 (struct*)0 表示将常量0强制转化成struc * 类型指针所指向的地址;
&(((struc*)0)->e)表示取结构提指针(struc*)0 的成员e的地址,因为该结构体的首地址为0,所以其实就是得到了成员e距离结构体首地址的偏移量。(size_t)是一种数据类型,为了便于不同系统之间移植,最好定义为一种无符号数据类型,如unsigned int。


用预处理指令#define 声明一个常数,用以表明1年中右多少秒(忽略润年问题)。
这道题目虽然看起来简单,但包含以下知识点,值得注意:
1 #define 语法的基本知识(例如,不能以分号结束,括号的使用,等等。)
2 要懂得预处理其将为你计算常数表达式的值,因此,写出你是如何计算一年中右多少秒而不是计算出实际的值,会更有意义。
3 意识到这个表达式将使一个16位机的整型数溢出,因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常熟是长整型数。
如果在表达式中用到UL(表示无符号长整型),那么是最好的。

#define SECONDS_PER_YEAR (60*60*24*365)UL


写一个“标准”宏 MIN,这个宏输入两个参数并返回较小的一个。
这道题目考察一下内容:
1 标识#define 在宏中应用的基本知识。这是很重要的,因为直到嵌入(inline)操作符变为表转C的一部分,宏都是方便地产生嵌入代码的唯一方法。对于嵌入式系统来说,为了能达到要求的性能,嵌入代码经常是必须的方法。
2 三重条件操作符的知识,这个操作符存在C语言中的原因是它使得编译器能产生比if-then-else 更优化的代码,了解这个用法很重要
3 懂得在宏中小心地把参数用括号括起来。
#define MIN(A,B) ((A)<=(B)?(A):(B))


(5)const
const有什么用途?请至少说明两种。
(1) 可以定义const常量;
(2) const 可以修饰函数的参数和返回值,甚至函数的定义体。被const修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的健壮型。

const 与 #define 相比有什么不同?
C++语言可以用const 定义常量,也可以用#define 定义常量,但是前者比后者有更多的优点:
(1) const 常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查,而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,并且在字符替换中可能会产生意料不到的错误。
(2) 有些集成化的调试工具可以对const常量进行调试,但是不能对宏常量进行调试。在c++程序中只使用const 常量而不使用宏常量,即const常量完全取代宏常量。

有类如下:
Class A_class
{
  void f() const
  {
    ......
  }
}

在C++程序中,类里面的数据成员加上mutable后,修饰为const的成员函数,就可以修改它里,代码如下:
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

class C
{
   public:
   C(int i):m_Count(i){} //m_Count赋值为i
   int incr() const
   {
     return ++m_Count;
   }
   int decr() const
   {
     return --m_Count;
   }
   private:
   int m_Count;
}; //class定义结束有;
int main()
{
  C c1(0), c2(10);
  //cout<<c1.incr()<<endl;
  //cout<<c2.decr()<<endl;
  for(int tmp, i=0;i<10;i++)
  {
    tmp = c1.incr();
    cout<<setw(tmp)<<setfill('*')<<tmp<<endl;
    tmp = c2.decr();
    cout<<setw(tmp)<<setfill('*')<<tmp<<endl;
  }
  return 0;
}
/*如果去掉mutable 则显示如下
jj@ubuntu:~/JJ$ g++ modifyconst.c -o modifyconst
modifyconst.c: 在成员函数‘int C::incr() const’中:
modifyconst.c:11:15: 错误: increment of member ‘C::m_Count’ in read-only object
modifyconst.c: 在成员函数‘int C::decr() const’中:
modifyconst.c:15:15: 错误: decrement of member ‘C::m_Count’ in read-only object
正常情况下显示如下:
1
********9
*2
*******8
**3
******7
***4
*****6
****5
****5
*****6
***4
******7
**3
*******8
*2
********9
1
********10
0
*/

在C++中,setw(int n)用来控制输出间隔
例如:
cout<<'s'<<setw(8)<<'a'<<endl;
则在屏幕显示
s        a
//s与a之间有7个空格,setw()只对其后面紧跟的输出产生作用,如上例中,表示'a'共占8个位置,不足的用空格填充。若输入的内容超过setw()设置的长度,则按实际长度输出。 setw()默认填充的内容为空格,可以setfill()配合使用设置其他字符填充。 如 cout<<setfill('*')<<setw(5)<<'a'<<endl; 则输出: ****a //4个*和字符a共占5个位置。
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