c类静态函数模板.docx
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c类静态函数模板
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c,,,类,静态函数模板
篇一:
类模板的编译
类模板的编译
首先,c++标准中提到,一个编译单元[translationunit]是指一个.cpp文件以及它所include的所有.h文件,.h文件里的代码将会被扩展到包含它的.cpp文件里,然后编译器编译该.cpp文件为一个.obj文件,后者拥有pe[portableexecutable,即windows可执行文件]文件格式,并且本身包含的就已经是二进制码,但是,不一定能够执行,因为并不保证其中一定有main函数。
当编译器将一个工程里的所有.cpp文件以分离的方式编译完毕后,再由连接器(linker)进行连接成为一个.exe文件。
举个例子:
//---------------test.h-------------------//
voidf();//这里声明一个函数f
//---------------test.cpp--------------//
#include”test.h”
voidf()
{
//dosomething
}//这里实现出test.h中声明的f函数
//---------------main.cpp--------------//
#include”test.h”
intmain()
{
f();//调用f,f具有外部连接类型
}
在这个例子中,test.cpp和main.cpp各被编译成为不同的.obj文件[姑且命名为test.obj和main.obj],在main.cpp中,调用了f函数,然而当编译器编译main.cpp时,它所仅仅知道的只是main.cpp中所包含的test.h文件中的一个关于voidf();的声明,所以,编译器将这里的f看作外部连接类型,即认为它的函数实现代码在另一个.obj文件中,本例也就是test.obj,也就是说,main.obj中实际没有关于f函数的哪怕一行二进制代码,而这些代码实际存在于test.cpp所编译成的test.obj中。
在main.obj中对f的调用只会生成一行call指令,像这样:
callf[c++中这个名字当然是经过mangling[处理]过的]
在编译时,这个call指令显然是错误的,因为main.obj中并无一行f的实现代码。
那怎么办呢?
这就是连接器的任务,连接器负责在其它的.obj中[本例为test.obj]寻找f的实现代码,找到以后将callf这个指令的调用地址换成实际的f的函数进入点地址。
需要注意的是:
连接器实际上将工程里的.obj“连接”成了一个.exe文件,而它最关键的任务就是上面说的,寻找一个外部连接符号在另一个.obj中的地址,然后替换原来的“虚假”地址。
这个过程如果说的更深入就是:
callf这行指令其实并不是这样的,它实际上是所谓的stub,也就是一个
jmp0x23423[这个地址可能是任意的,然而关键是这个地址上有一行
指令来进行真正的callf动作。
也就是说,这个.obj文件里面所有对f的调用都jmp向同一个地址,在后者那儿才真正”call”f。
这样做的好处就是连接器修改地址时只要对后者的callxxx地址作改动就行了。
但是,连接器是如何找到f的实际地址的呢[在本例中这处于test.obj中],因为.obj于.exe的格式都是一样的,在这样的文件中有一个符号导入表和符号导出表[importtable和exporttable]其中将所有符号和它们的地址关联起来。
这样连接器只要在test.obj的符号导出表中寻找符号f[当然c++对f作了mangling]的地址就行了,然后作一些偏移量处理后[因为是将两个.obj文件合并,当然地址会有一定的偏移,这个连接器清楚]写入main.obj中的符号导入表中f所占有的那一项。
这就是大概的过程。
其中关键就是:
编译main.cpp时,编译器不知道f的实现,所有当碰到对它的调用时只是给出一个指示,指示连接器应该为它寻找f的实现体。
这也就是说main.obj中没有关于f的任何一行二进制代码。
编译test.cpp时,编译器找到了f的实现。
于是乎f的实现[二进制代码]出现在test.obj里。
连接时,连接器在test.obj中找到f的实现代码[二进制]的地址[通过符号导出表]。
然后将main.obj中悬而未决的callxxx地址改成f实际的地址。
完成。
然而,对于模板,你知道,模板函数的代码其实并不能直接编译成二
进制代码,其中要有一个“具现化”的过程。
举个例子:
//----------main.cpp------//
template
voidf(tt)
{}
intmain()
{
//dosomething
f(10);//callf编译器在这里决定给f一个f的具现体//dootherthing
}
也就是说,如果你在main.cpp文件中没有调用过f,f也就得不到具现,从而main.obj中也就没有关于f的任意一行二进制代码!
!
如果你这样调用了:
f(10);//f得以具现化出来
f(10.0);//f得以具现化出来
这样main.obj中也就有了f,f两个函数的二进制代码段。
以此类推。
然而具现化要求编译器知道模板的定义,不是吗?
看下面的例子:
[将模板和它的实现分离]
//-------------test.h----------------//
template
classa
{
public:
voidf();//这里只是个声明
};
//---------------test.cpp-------------//
#include”test.h”
template
voida:
:
f()//模板的实现,但注意:
不是具现
{
//dosomething
}
//---------------main.cpp---------------//
#include”test.h”
intmain()
{
aa;
a.f();//编译器在这里并不知道a:
:
f的定义,因为它不在test.h里面
//于是编译器只好寄希望于连接器,希望它能够在其他.obj里面找到//a:
:
f的实现体,在本例中就是test.obj,然而,后者中真有a:
:
f的
篇二:
c++标准库和标准模板库
c++标准库和标准模板库
c++强大的功能来源于其丰富的类库及库函数资源。
c++标准库的内容总共在50个标准头文件中定义。
在c++开发中,要尽可能地利用标准库完成。
这样做的直接好处包括:
(1)成本:
已经作为标准提供,何苦再花费时间、人力重新开发呢;
(2)质量:
标准库的都是经过严格测试的,正确性有保证;(3)效率:
关于人的效率已经体现在成本中了,关于代码的执行效率要相信实现标准库的大牛们的水平;(4)良好的编程风格:
采用行业中普遍的做法进行开发。
在c++程序设计课程中,尤其是作为第一门程序设计课程,我们注重了语法、语言的机制等方面的内容。
程序设计能力的培养有个过程,跨过基本的原理性知识直接进入到工程中的普遍做法,由于跨度决定了其难度。
再者,在掌握了基本原理的基础上,在认识标准库的问题上完全可以凭借实践,逐步地掌握。
标准库的学习不需要认认真真地读书,需要的是在了解概貌的情况下,在实践中深入。
这个任务就是要知道c++程序设计课程中不讲的,但对程序设计又很重要的这部分内容。
至少我们要能先回答出“有什么”的问题。
一、c++标准库
c++标准库的内容分为10类,分别是:
c1.语言支持;c2.输入/输出;c3.诊断;c4.一般工具;c5.字符串;c6.容器;c7.迭代器支持;c8.算法;c9.数值操作;c10.本地化。
c1.标准库中与语言支持功能相关的头文件(11个)
c2.支持流输入/输出的头文件(11个)
c3.与诊断功能相关的头文件(3个)
c5.支持字符串处理的头文件(6个)
c6.定义容器类的模板的头文件(8个)
c7.支持迭代器的头文件(1个)
c8.有关算法的头文件(3个)
c10.有关本地化的头文件(2个)
c++标准库的所有头文件
都没有扩展名。
c++标准库以形式的标准头文件提供。
在形式标准的头文件中,与宏相关的名称在全局作用域中定义,其他名称在std命名空间中声明。
在c++中还可以使用name.h形式的标准c库头文件名。
在这10类头文件中,头文件分别在c5/c8/c9中出现了。
二、标准模板库stl简介
stl(standardtemplatelibrary,标准模板库)是惠普实验室开发的一系列软件的统称。
现然主要出现在c++中,但在被引入c++之前该技术就已经存在了很长的一段时间。
stl的代码从广义上讲分为三类:
algorithm(算法)、container(容器)和iterator(迭代器),几乎所有的代码都采用了模板类和模版函数的方式,这相比于传统的由函数和类组成的库来说提供了更好的代码重用机会。
在c++标准中,stl被组织为下面的13个头文件:
、、、、、、、、、、、和。
1、算法
函数库对数据类型的选择和对其可重用性起着至关重要的作用。
举例来说,一个求方根的函数,在使用浮点数作为其参数类型的情况下的可重用性肯定比使用整型作为它的参数类性要高。
而c++通过模板的机制允许推迟对某些类型的选择,直到真正想使用模板或者说对模板进行特化的时候,stl就利用了这一点提供了相当多的有用算法。
它是在一个有效的框架中完成这些算法的,可以将所有的类型划分为少数的几类,然后就可以在模版的参数中使用一种类型替换掉同一种类中的其他类型。
stl提供了大约100个实现算法的模版函数,比如算法for_each将为指定序列中的每一个元素调用指定的函数,stable_sort以你所指定的规则对序列进行稳定性排序等等。
这样一来,只要熟悉了stl之后,许多代码可以被大大的简化,只需要通过调用一两个算法模板,就可以完成所需要的功能并大大地提升效率。
算法部分主要由头文件,和组成。
是所有stl头文件中最大的一个(尽管它很好理解),它是由一大堆模版函数组成的,可以认为每个函数在很大程度上都是独立的,其中常用到的功能范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改、移除、反转、排序、合并等等。
体积很小,只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数,包括加法和乘法在序列上的一些操作。
中则定义了一些模板类,用以声明函数对象。
2、容器
在实际的开发过程中,数据结构本身的重要性不会逊于操作于数据结构的算法的重要性,当程序中存在着对时间要求很高的部分时,数据结构的选择就显得更加重要。
经典的数据结构数量有限,但是我们常常重复着一些为了实现向量、链表等结构而编写的代码,这些代码都十分相似,只是为了适应不同数据的变化而在细节上有所出入。
stl容器就为我们提供了这样的方便,它允许我们重复利用已有的实现构造自己的特定类型下的数据结构,通过设置一些模版类,stl容器对最常用的数据结构提供了支持,这些模板的参数允许我们指定容器中元素的数据类型,可以将我们许多重复而乏味的工作简化。
容器部分主要由头文件,,,,,和组成。
对于常用的一些容器和容器适配器(可以看作由其它容器实现的容器),可以通过下表总结一
3、迭代器
迭代器从作用上来说是最基本的部分,可是理解起来比前两者都要费力一些。
软件设计有一个基本原则,所有的问题都可以通过引进一个间接层来简化,这种简化在stl中就是用迭代器来完成的。
概括来说,迭代器在stl中用来将算法和容器联系起来,起着一种黏和剂的作用。
几乎stl提供的所有算法都是通过迭代器存取元素序列进行工作的,每一个容器都定义了其本身所专有的迭代器,用以存取容器中的元素。
迭代器部分主要由头文件,和组成。
是一个很小的头文件,它包括了贯穿使用在stl中的几个模板的声明,中提供了迭代器使用的许多方法,而对于的描述则十分的困难,它以不同寻常的方式为容器中的元素分配存储空间,同时也为某些算法执行期间产生的临时对象提供机制,中的主要部分是模板类allocator,它负责产生所有容器中的默认分配器。
三、c++标准库与stl的关系
stl是最新的c++标准函数库中的一个子集,这个庞大的子集占据了整个库的大约80%的分量。
而作为在实现stl过程中扮演关键角色的模板则充斥了几乎整个c++标准函数库。
c++标准函数库为c++程序员们提供了一个可扩展的基础性框架。
我们从中可以获得极大的便利,同时也可以通过继承现有类,自己编制符合接口规范的容器、算法、迭代子等方式对之进行扩展。
c++标准库是std名字空间中的所有内容,就是那些不带.h的头文件,如、等。
如std:
:
string,及io流都不属于stl,但它们是stl兼容的,可以应用迭代器,算法等。
虽然std:
:
string和io流也是模板类,但并不属于stl。
四、后记
对于stl的使用,也普遍存在着两种观点。
第一种认为stl的最大作用在于充当经典的数据结构和算法教材,因为它的源代码涉及了许多具体实现方面的问题。
第二种则认为stl的初衷乃是为了简化设计,避免重复劳动,提高编程效率,因此应该是“应用至上”的,对于源代码则不必深究。
对于初学者而言,通过分析源代码,提高对其应用的理解其意义也不同凡响。
曾经想着设计几个上机题目,让同学们体会一下利用stl编程。
写出一个适合初学者的,规模又不能太大,还要有足够引导的题目,实在是一件非常费时费力的事,加上有其他事还得应急,就将此帐欠下,日后再说。
要给同学们提的建议是,不少c++的经典教材对stl都有非常好的讲解,可以选一本去读。
在读书时,要开始学着挑着读,跳着读,不必从头到尾,逐页去读。
在这个阶段,可以首先学习迭代器utility、在c++编程中建议替代数组的vector,以及实现双向链表的list。
篇三:
c++模拟题2答案
c++程序设计模拟试卷
(二)
一、单项选择题(本大题共20小题,每小题1分,共20分)在每小题列出的四个备选项中
只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无
分。
1.静态成员函数没有()
a.返回值
b.this指针
c.指针参数
d.返回类型
答案:
b
解析:
(p107)静态成员函数是普通的函数前加入static,它具有函数的所有的特征:
返回类型、
形参,所以使用(p107)静态成员函数,指针可以作为形参,也具有返回值。
静态成员是类具有的
属性,不是对象的特征,而this表示的是隐藏的对象的指针,因此静态成员函数没有this指针
。
静态成员函数当在类外定义时,要注意不能使用static关键字作为前缀。
由于静态成员函数在
类中只有一个拷贝(副本),因此它访问对象的成员时要受到一些限制:
静态成员函数可以直接
访问类中说明的静态成员,但不能直接访问类中说明的非静态成员;若要访问非静态成员时,必
须通过参数传递的方式得到相应的对象,再通过对象来访问。
2.假定ab为一个类,则执行“aba
(2),b[3],*p[4];”语句时调用该类构造函数的次数
为()
a.3
b.4
c.5
d.9
答案:
b
解析:
(p79)a
(2)调用1次带参数的构造函数,b[3]调用3次无参数的构造函数,指针没有给它
分配空间,没有调用构造函数。
所以共调用构造函数的次数为4。
3.有关多态性说法不正确的是()
a.c++语言的多态性分为编译时的多态性和运行时的多态性
b.编译时的多态性可通过函数重载实现
c.运行时的多态性可通过模板和虚函数实现
d.实现运行时多态性的机制称为动态多态性
答案:
c
解析:
(p171)多态性分为静态的和动态的。
静态通过函数的重载来实现,动态是通过基类指针或
基类引用和虚函数来实现的。
所以错误的是c项。
4.假定一个类的构造函数为“a(inti=4,intj=0){a=i;b=j;}”,则执行“ax
(1);”语
句后,x.a和x.b的值分别为()
a.1和0
b.1和4
c.4和0
d.4和1
答案:
a
解析:
(p75)带默认的构造函数,对应实参没有值时就采用形参值。
调用构造函数时,i=1,不采
用默认值,而只有一个参数,j采用默认值0即j=0,因此a=1,b=0,选择a项。
5.类mya的拷贝初始化构造函数是()
a.mya()
b.mya(mya*)
c.mya(mya
b.a1->p=5;
c.a1.*p=5;
d.*a1.p=5;
答案:
c
解析:
(p118)a中p是指针即地址,错误;b选项中a1不是指针不能使用指向运算符->,错误
;“*”比“.”级别要高,所以d选项*a1.p=5相当于(*a1).p=5;错误。
另外涉及到指向成员函数
时注意以下几点:
指向成员函数的指针必须于其赋值的函数类型匹配的三个方面:
(1)参数类型和个数;
(2)返回
类型;(3)它所属的类类型。
成员函数指针的声明:
指向short型的screen类的成员的指针定义如下:
shortscreen:
:
*ps_screen;
ps_screen可以用_height的地址初始化如下:
short
screen:
:
*ps_screen=
类成员的指针必须总是通过特定的对象或指向改类型的对象的指针来访问。
是通过使用两个指
向成员操作符的指针(针对类对象和引用的.*,以及针对指向类对象的指针的->*)。
18.以下基类中的成员函数表示纯虚函数的是()
a.virtualvoidtt()=0
b.voidtt(int)=0
c.virtualvoidtt(int)
d.virtualvoidtt(int){}
答案:
a
解析:
(p173)当在基类中不能为虚函数给出一个有意义的实现时,可以将其声明为纯虚函数,实
现由派生类完成。
格式:
virtual()=0;。
19.c++类体系中,不能被派生类继承的有()
a.常成员函数
b.构造函数
c.虚函数
d.静态成员函数
答案:
b
解析:
(p132)构造函数不能被继承。
20.静态成员函数不能说明为()