const 關鍵字——常量
const 與define
define是預編譯器的編譯指令,它從C語言兼容下來,作業方式與文本編輯器中的全域搜索和替換相似,define定義的常量的意義在它開始的地方持續到檔案結束,在預編譯階段,預編譯器已經將所有define洗掉,并展開所有的宏定義,它單純只做文本替換,沒有型別安全檢查,define命令會很容易引入錯誤,并且這種錯誤很難發覺,因此C++中用const取代define預編譯指令,另外很多人在學習Python的程序中,往往因為沒有好的教程或者沒人指導從而導致自己容易放棄,為此我建了個C++交流.裙 :九起久傘吧起傘留傘(數字的諧音)轉換下可以找到了,里面有最新C++教程專案可拿,不懂的問題多跟里面的人交流,都會解決哦!
#define SIGMOID(x) (1/(1+exp(-x)))
result = SIGMOID(a+b);//沒有正確添加括號,會導致錯誤結果
result = SIGMOID((a+b));//正確
頭檔案里的const
const默認是內部鏈接,如果它被放在頭檔案中,目的是為了讓所有包含它的編譯單元能使用這個值,而且是僅讓包含頭檔案的編譯單元可見,定義一個const時,必須初始化,除非用extern做出了外部參考,通常,C++編譯器不會為const變數分配空間,但extern關鍵字會強制編譯器為const變數分配存盤空間,因為extern為外部鏈接,為了其他的編譯單元都能參考到const變數,變數必須要有存盤空間,
注:由于編譯器不能避免為const分配記憶體,所以const定義必須默認內部鏈接,在C++中,const常量是否被分配空間依賴于它如何被使用:對于基本資料型別的常量,編譯器會把它放到目標檔案的符號表中而不分配存盤空間,而自定義的const物件則需要分配存盤空間(大物件),還有一些情況下也需要分配存盤空間,例如強制宣告為extern或取一個const的地址等操作,
const關鍵字與多執行緒安全
可重入是并發安全的保障,一個可重入的函式(函式沒有執行完成,由于外部因素或內部呼叫,又一次進入函式執行)在多執行緒的環境下可以放心使用,而為了保證一個函式是可重入的,它必須使用任何(區域)靜態或非const全域變數,同時,不能回傳任何(區域)靜態或非const全域變數的指標,
類中的const
在類中定義的非靜態const變數,這個類的不同的物件可以含有一個不同的值,const的初始化在類的建構式的初始化串列中,
static const——編譯期間類里的專屬常量
static意味著“不管類的物件被創建多少次,都只有一個實體”,必須在static const定義的地方對它初始化,C++用它來代替enum(列舉型),來指示物件的共同屬性,它是為整個類服務,而不是某個物件,所以它不能使用this指標(this指標是對成員函式呼叫時用來指示呼叫物件的),也不能在復制建構式中被復制,如果你取某個類的專屬常量的地址或編譯器堅持要看到一個定義式,則用域名決議符定義一下
//GamePlayer.h中
class GamePlayer{
private:
static const int NumTurns = 5;
int scores[NumTurns];
};
//GamePlayer.cpp中
const int GamePlayer::NumTurns;//NumTurns在class宣告中已經初始化,因此這里不再設初值
const物件和成員函式
不修改資料成員的任何函式都應該宣告為const,這樣它可以和const物件一起使用,
按位const:物件中的每個位元組都不能變,
按邏輯const:可以以成員為單位改變,
兩種實作按邏輯const的方法
一種是取this指標,并把它強制轉換成指向當前型別物件的指標,具體來說就是講將this強制轉換成普通指標,
另一種是使用關鍵字mutable,以指定一個特定的資料成員可以在一個const物件中被改變,
static關鍵字——靜態區、內部鏈接
static關鍵字有兩個作用,一個讓變數存在靜態區,另一個是讓錯誤限制在一個源檔案內,讓區域變數宣告成static使區域變數存盤在靜態區,從而在程式的整個生命期都存在,同時,當static作用于全域變數時,該全域變數變為內部鏈接,它的意思是“在檔案的外部不可以使用這個名字”,從而使錯誤區域化,
static全域變數與全域變數的區別是靜態變數只初始化一次,防止在其他檔案中被參考;static區域變數與普通區域變數的區別除了值在啟動程式時初始化一次外,就是它的值在程式的整個周期內都存在,兩次函式呼叫期間,它的值保持不變;區域靜態變數在函式呼叫之間的值保持不變,根據這個特性,可以用于記錄函式呼叫或類創建的一些資訊,
static函式與普通函式的區別是static函式在記憶體中只有一份,而普通函式在每次被呼叫都維持一份拷貝,
extern關鍵字——外部變數
extern關鍵字用來宣告另一個檔案中的全域變數,所以extern和static是矛盾的,不能同時使用,
extern “C”關鍵字
C++編譯器將extern “C”中的代碼單做C語言代碼處理,extern C大括號所包圍的范圍中,C++的名稱修飾機制不起作用,對于Visual C++,直接在變數名和函式名前加”_”,但對于Linux下的GCC,extern “C”后面的符號都是修飾后符號,
注:在C語言中不支持使用extern關鍵字
這里列舉我平時編程時遇到的問題及處理方案
在我用vs2012呼叫C語言寫的庫時,出現“error LNK2019: 無法決議的外部符號 clGetPlatformIDs“的錯誤,
原因通常是沒有包含相應的lib,也就是說聯結器沒搜索到相應lib中的clGetPlatformIDs目標模塊,基于這種情況,我思考會不會是這個函式在頭檔案中是C語言函式的宣告與定義,但是我又在C++代碼中包含該頭檔案,導致其采用C++的名稱修飾機制而無法與C語言庫中符號鏈接,所以對于C++呼叫C庫,需要添加extern “C”關鍵字宣告,
通常的做法是定義宏
#ifdef __cplusplus
extern C" {
#endif
cl_int clGetPlatformIDs(...);
#ifdef _cplusplus
}
#endif
但是如果這個C原始碼已經編譯成庫,但是模塊的頭檔案中沒有包含extern “C”,則在C++檔案中,需要添加
extern "C"{
#include "cl.h"
這相當于在cl.h頭檔案中所有的宣告都添加了extern,
鏈接與const、static、extern——記憶體分配與讀寫
無鏈接性:在代碼塊中的區域變數(包括static區域變數)
外部鏈接:函式之外定義的所有變數(除了const變數)和函式默認為外部鏈接性,在定義時使用extern關鍵字顯式指定識別符號具有外部鏈接,也就是說在多個檔案程式中,可以在檔案并且只能在一個檔案中定義全域變數,其他檔案要使用該變數,要在變數前添加extern關鍵字,當有extern時,只是告知編譯器存在這個變數,編譯器并不為該變數分配存盤空間,即真正的宣告;若沒有extern,則在宣告的同時,編譯器也為該變數分配存盤空間,
內部鏈接:全域static變數和const變數為內部鏈接,為了使const具有外部鏈接以便讓另外一個檔案可以對它參考,必須在當前檔案里明確把它定義為extern并初始化,
應使用鏈接性為外部的多檔案程式的不同檔案中共享資料,而使用鏈接性為內部的靜態變數在同一檔案中的多個函式間共享資料
volatile關鍵字
告訴編譯器“該變數不知道何時回改變“,防止編譯器依據變數的穩定性(短期內值不變)作任何優化,
volatile關鍵字與多度優化
在多執行緒環境下,即使合理地使用了鎖,也不一定能保證執行緒安全,
x=y=0
Thread1 Thread2
x=1 y=1
r1=y r2=x
由于CPU的動態調度或編譯器的優化,執行程式時,有可能交換兩條毫不相干的相鄰指令的順序,導致r1=r2=0的情況的發生,而volatile關鍵字可以試圖阻止優化,
(1)阻止編譯器為了提高速度將一個變數快取到暫存器而不寫回,也就是說防止編譯器根據變數的穩定性作任何優化,假設要讀一個硬體中的暫存器,將使用這個關鍵字,無論何時需要volatile變數的值,編譯器都要硬著頭皮頭讀,即使該行之前剛剛讀過,
(2)阻止編譯器調整volatile變數的指令順序,(這一步其實只能阻止編譯器的優化換序,并不能 阻止CPU動態調度換序)
注:阻止CPU亂序執行的唯一辦法是呼叫CPU提供barrier指令;
關鍵字restrict
關鍵字restrict只用于限定指標;該關鍵字用于告知編譯器,所有修改該指標所指向內容的操作全部都是基于(base on)該指標的,即不存在其它進行修改操作的途徑;這樣的后果是幫助編譯器進行更好的代碼優化,生成更有效率的匯編代碼,
最后注意一點,restrict是C99中定義的關鍵字,C++目前并未引入;在GCC可通過使用引數” -std=c99”
來開啟對C99的支持
enum列舉型別
本質上,enum是一個int型,但C++不允許enum到int的隱式轉換,列舉的型別名也是可選的,enum{ a,b,c}choice;可以立即定義一個enum實體,一個類中的列舉在編譯期間分配值,不占用物件的記憶體空間,但通常優先選擇static const而盡量不是用enum,列舉常量的缺點是:它的隱含資料型別是整數,其最大值有限,且不能表示浮點數
register變數
關鍵字register只是告訴編譯器“盡可能快地訪問該變數”dawn并不能保證將變數放置在暫存器中,同時,register有許多限制,比如不能獲取register變數的地址,不能將其宣告為全域或靜態變數,因為register變數沒有記憶體地址,因此,最好避免使用,
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另外很多人在學習Python的程序中,往往因為沒有好的教程或者沒人指導從而導致自己容易放棄,為此我建了個C++交流.裙 :九起久傘吧起傘留傘(數字的諧音)轉換下可以找到了,里面有最新C++教程專案可拿,不懂的問題多跟里面的人交流,都會解決哦!
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