C++笔记(一)

1. 文件输入输出
2. 函数模板、重载以及函数解析
3. 小结

1、ostream的一些小知识

(1)

由继承的特性知道：基类引用可以指向派生类函数，而无需进行强制转换。
则例如，参数类型为ostream &的函数可以接受ostream对象(如cout)
或声明的ofstream 对象作为参数。

(2)open()

void open(const char *filename, ios::openmode mode);
//还有一个prot属性，很少用到，默认为0，即普通文件

其中打开文件方式(mode值)有：

方式	含义
ios::in	为输入(读)而打开文件
ios::out	为输出(写)而打开文件
ios::ate	初始位置设为文件尾
ios::app	所有输出附加在文件末尾
ios::trunc	如果文件已存在则先删除文件
ios::binary	二进制方式

这些方法可以组合使用，以或运算(’|’)的方式连接。
可用方法is_open()检测该文件是否存在

(3)setf()

setf()是ostream和ofstream对象的方法，用于设置格式标志来控制输出形式：

fmtflags setf(fmtflags) //第一原型
fmtflags setf(fmtflags, fmtflags)  //第二原型
//fmtflags 是 bitmask 类型(一种用来存储各个位值的类型)的 typedef 名

fmtflags即为格式控制符，有：

控制符	功能
oct	用八进制格式显示数值
dec	用十进制格式显示数值
hex	用十六进制格式显示数值
left	输出调整为左对齐
right	输出调整为右对齐
scientific	用科学记数法显示浮点数
fixed	用正常的记数方式显示浮点数
showbase	输出时显示所有数值的基数
showpoint	显示小数点和额外的0
showpos	在非负数值前显示“+”
skipws	当一个流进行读取时，跳过空白字符(spaces,tabs,newlines)
unitbuf	在每次插入以后，清空缓存区

还有一些未列出，可参考C++ primer plus第17章

然后如果需要将调用的setf()效果消除，可以使用unsetf()函数，简单来说，在位模式里(mask),setf()将位设置为1,而unsetf()函数将位恢复为0。(unsetf()函数中的控制符即上述加前缀no即可)
然后对于setf()函数的第二原型，第一个参数指出要设置哪些位，第二个参数指出要清除哪些位(即相当于unsetf())，下面是一些示例:

//由于这些控制符都是ios_base类的,所以需要加上作用域解析运算符
cout.setf(ios_base::left)//对所有cout的输出进行左对齐调整
cout.setf(ios_base::showpos)//输出“+”
cout.unsetf(ios_base::noshowpos)//取消输出“+”
cout.setf(ios_base::oct,ios_base::basefield)//先清除其他位(例如dec)，再将oct对应位设为1，表示使用八进制
cout << scientific << 255.555 << endl;//可使用重载的<<运算符来直接使用控制符

注：定点表示法指是用格式123.4来表示浮点值，而不管数字长度如何；科学记数法则指使用格式1.23e04，而不考虑数字长度。

iomanip头文件

通过iostream工具来设置一些格式值(如字段宽度)不太方便，为简化工作，C++在头文件iomanip中提供了其他控制符。其中三个最常用的是：

• setprecision(n): 设置实数的精度为n位。在以一般十进制小数形式输出时，n代表有效数字.
• setfill©: 设置填充字符c,c可以是字符常量或字符变量
• setw(n): 设置字段宽度为n位.
• setbase(n): 设置整数的基数为n(n只能是16,10,8)
  示例：

cout << setfill('*') << setw(8) << 57 <<endl;
//输出：******57 (事实上endl也是一种控制符)

2、函数模板

简介

C++新增特性——函数模板，是通用的函数描述。允许以泛型(而不是具体类型)的方式编写程序，因此有时也被称为通用编程。由于类型是用参数表示的，因此模板特性有时也被称为参数化类型。
例如：

template <typename AnyType>
//在C++98添加关键字typename前，使用关键字class创建模板
void Swap(AnyType &a, AnyType &b)
{
    AnyType temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

上述函数可对多种数据类型的变量进行交换，需要注意的是，函数模板不能缩短可执行程序，也就是说用于多种类型时，实际上会生成多个函数，它的好处仅在于使得生成多个函数定义更简单可靠。
但是可以看出一个纰漏，编写的模板函数很可能无法处理某些类型。另外，有时候通用化是有意义的，就比如定义一个将两个数相加的模板函数，但是作用于两个结构体是就不行了，但是可能结构体中的成员值相加是有意义的，那么这种情况下，第一种解决方案是允许重载运算符+；第二种解决方案是为特定类型提供具体化的模板定义。下面介绍第二种方法。

显式具体化

可以提供一个具体化函数定义——称为显式具体化(explicit specialization)，其中包括所需的代码。当编译器找到与函数调用匹配的具体化定义时，将使用该定义，而不再寻找模板。
C++98标准如下：

• 对于给定的函数名，可以有非模板函数、模板函数和显式具体化函数以及它们的重载版本
• 显式具体化的原型和定义应以template<>打头，并通过名称来指出类型
• 具体化优先于常规模板，而非模板函数优先于具体化和常规模板

示例：

typedef struct student//结构定义
{
    char name[40];
    int age;
} stu;

template <typename T>//模板函数
void swap(T &a, T &b)
{
    T temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template <> void swap<stu>(stu &s1, stu &s2)//表明是stu的一个具体化
{
    int t;
    t = s1.age;
    s1.age = s2.age;
    s2.age = t;
}

有关显式实例化可见C++ primer plus第8章8.5.4节

重载解析

对于函数重载、函数模板和函数模板重载，C++需要采取一个定义良好的策略，来决定为函数调用使用哪一个函数定义，尤其是有多个参数时。这个过程被称之为重载解析(overloading resolution)。
在此不介绍过程是如何进行的(大概就是先找参数数目正确的函数，然后利用一套(也许是)半定量的指标来排序，然后选择最佳匹配)
具体参考顺序如下：

1. 完全匹配，但常规函数优先于模板
2. 提升转换 (例如，char和shorts自动转换为int，float自动转换为double)
3. 标准转换 (例如，int转换为char，long转换为double)
4. 用户自定义的转换，如类声明中定义的转换

如果有多个匹配的原型，编译器无法完成重载解析过程；如果没有最佳的可行函数，则编译器会打印生成一条错误信息，该消息可能会使用诸如"ambiguous"(二义性)这样的词语。

小结

• 首先，之前老是有一种错误的观念，即我能搜索或是翻书找到的东西，我便默认为已有的东西，没有再次整理发表的任何意义。但是事实上，我自己在搜索时也会注意文章的发布时间、最近更新等，如果都和我一个观念，那岂不是固步自封了？即使我任何自己的理解也没有附加，但并不妨碍我将其作为2022.3.28的一份有关c++笔记的文章po出来。所以说，不止创造市场上没有的新品能博人眼球，模仿炮制畅销品也能分一杯羹，不能固化思维。
• 其次，之前一直没有想过把书上的东西记录下来，虽然现在这样花了一些时间，不过依然觉得是值得的，这种学习记录式的形式更能加深印象，在某种意义上就是一个项目的创立和实践，现在的总结或是以后的回顾都是复盘。建立博客最本质的目的并非写给别人，而是记录自己。
• C++ primer plus真是大块头，现在一半都没看到，然而2022已经过了四分之一了，道阻且长啊，想想还有好多坑没有填，又要电工阶段测验了，而且我花在数学物理上的时间可谓屈指可数(笑死，可能还没有英语多)
  已经有寄的感觉了……