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基本定義

  • Class(類別): 類似藍圖的概念
  • Object(物件): Class的，也就是Class的Instance
  • Data Member: Class 中的 Variable
  • Member Function: Class中的Function，和Method類似
  • Constructor: 開一個Class的Instance時，預設會執行的初始化Function，就類似Python的__init__，只要在Class中創一個名稱為{Class Name}的function，就可以當作constructor
  • Private: 只有該Class可以使用的成員
  • Public: 其他Class可以使用的成員
  • Protected: 繼承父類別的子類別可以使用，但clss以外的地方，就無法使用的成員
  • Base Class: 被繼承的class
  • Derived Class: 繼承的class

Keyword

Storage-class Specifiers

C++提供五個不同的keyword決定lifetime、scope、linkage

  • auto: 自動讓編譯器推導data type 
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      auto double x;
  • extern
  • register: c時代的遺物，拜託compiler把變數放在CPU暫存器
  • mutable
  • static: static是最重要的
    1. Local Variable的Static: 只初始化一次，值會保留，常用來記住上次的狀態
    2. Global Variable的Static: 限制只能在此file中使用
    3. Class中的Static: 屬於class而不是物件，所有object共用一份 
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       class A{
     public: 
     static int x;
 };

 int A::x=10;
Keyword 主要用途 Lifetime Scope
auto (default)Local Variable Block Block
register 放暫存器 Block Block
extern 使用外部Variable/Function Global 跨File
static 保存狀態/限制可見性 Global 視位置而定
mutable 只用於class成員，允許修改const變數 Object的Lifetime class

class相關

  • friend: 授權class外部的function存取class中的private/protected data member 
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      class Count{
      friend void setX(Count &, int); // 授權外部的function setX可以存取 x 這個class private data member

      private:
          int x;
  };

  void setX(Count &c, int val){c.x = val;} // Count &c 是一種pass by reference

  int main(){
      Count counter;
      setX(counter, 8);
  }
  • this: 類似Python的self，目的都是用來
    1. 指向物件本身
    2. 解決名稱衝突
    3. 讓class的member function存取class中的data member
  • inline: 通常用於inline function，程式較少的副程式，沒有function call、push/pop stack也沒有call/ret，會直接寫死在main program中，會比較快 
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      inline double cube(const double side)
  {
      return side * side * side;
  }

  int main(){
      double sideValue = 10.5;
      cout << cube(sideValue) << endl;
  }
  • explicit
  • export
  • template: 在一個function中，如果邏輯不變只有dateType會改變的話，就可以使用Template，讓compiler自動判斷該用什麼dateType進行運算

Pure Virtual Function

  • virtual: 會用在class中修飾member function，意思是該member function不給出確切實作，而是交由被繼承的子類別個別定義，重點是等於0 
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      virtual return_type function_name(...) = 0;
  • 以下這三個東西都屬於 C++ 的 RTTI（Run-Time Type Information，執行期型別資訊），用來在「多型（polymorphism）」情境下，在執行時判斷物件的真實型別。
    • dynamic_cast: 在繼承關係中，安全地做「向下轉型（downcast）」，成功條件是
      • Base 必須是 polymorphic class（有 virtual）
      • b 實際指向 Derived 物件
      • 轉型方向必須在繼承樹中合法 
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          Base* b = new Derived();
  Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b);
    • typeid: 在執行期取得「實際型別資訊」 
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        Base* b = new Derived();
  cout << typeid(*b).name() << endl;
    • type_info: 主要用途是typeid 的回傳型別 
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        if (typeid(*b) == typeid(Derived)) {
      // 真的是 Derived
  }

其他

  • enum: 把一組⌈有限、固定選項⌋，用有意義的名字表示，本質上還是整數，只是比較好讀 
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      enum Status {CONTINUE, WON, LOST}; // 定義新的data type Status，定義CONTINUE是0，WON是1，LOST是2
  Status gameStatus;

  if (gameStatus == WON) {cout << "You win" << endl;}
  else if (gameStatus == LOST) {cout << "You lost" << endl;}
  else if (gameStatus == CONTINUE) {cout << "Continue" << endl;}
  • sizeof: 是一個Function，用來回傳argument的size有多少cout << sizeof(char);
  • struct
  • typedef
  • union
  • volatile
  • compl
  • const_cast
  • new: 開一個記憶體空間出來給某個物件，比方說class instance, vector等等
  • reinterpret_cast
  • static_cast: 要# include <iomanip>，目的是暫時改變某個variable的data type變成另外一個data type，運算完就消失了 
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      // total 原本是int，暫時變成double這個type
  average = static_cast<double>(total) / gradeCounter;
  • typename
  • using
  • wchar_t

其他

  • EOF(End of File)是Ctrl+Z
  • Scope Resolution Operator(::): 代表這個東西在某個namespace/class/global中ing num = 7; int main(){cout << ::num << endl;}
  • subscript/index: 在Array中，代表[]的數值，[0]含數字的叫做subscript notation
  • size_t: 專門用來表示⌈物件大小、容器長度、索引、位元組數⌋的unsigned int type(無號整數型別)，常用來 
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      size_t i;
  • ifndef, define, endif: 會寫在Header File中，避免class重複定義且重複compile，假設a.h被b.cpp和c.cpp同時include，則在compile時會被compile兩次，這樣會error，所以要告訴compiler第二次看到時可以略過。後面寫的標示，慣例上會直接使用header file name的全大寫+底線取代空白的形式定義 
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      // Time.h
  #ifndef TIME_H
  #define TIME_H
  ...
  #endif

Data Type

型別 常見大小* 說明
bool 1 byte true / false
char 1 byte 字元或小整數
signed char 1 byte 有號字元
unsigned char 1 byte 無號字元
short (short int) 2 bytes 短整數
unsigned short 2 bytes  
int 4 bytes 最常用整數
unsigned int 4 bytes  
long 4 或 8 bytes 視平台
unsigned long 4 或 8 bytes  
long long 8 bytes 長整數
unsigned long long 8 bytes  
float 4 bytes 單精度
double 8 bytes 雙精度（最常用）
long double 8 / 16 bytes 高精度

Standard Library

  • <cstdlib>: 處理記憶體/系統/轉型的問題(malloc/calloc/realoc/free/atoi/atol/strtol/strtod/rand/srand/exit/abort/getenv/qsort/bsearch)
  • <cctype>: 字元分類及轉換(isdigit/isalpha/isalnum/isspace/toupper/tolower)
  • <cstring> / <string>: 字串處理(strlen/strcpy/strncpy/strcat/strcmp/strncmp/strchr/strstr/memcpy/memmove/memset/memcmp)，後者的差別是實行自動化管理memory且安全性較高(s.size(), s.length()/s+t+u+…/s.substr())
  • <fstream>: 處理file的讀取和寫入
  • <cassert>: debug用，用來檢查理論上一定要成立的條件int x = 10; assert(x>0);
  • <climits> / <limits>: 是一種巨集，定義INT_MAX, INT_MIN, CHAR_BIT

Standard Template Library

<vector>, <list>, <deque>, <queue>, <stack>, <map>, <set>, <bitset>