modern_cpp_3-C++ Basic Syntax-CFANZ编程社区

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- - Spoiler Alert(补充)

Lecture 2的Slides： Modern C++ for Computer Vision Lecture 2: C++ Basic Syntax (uni-bonn.de)

该部分主要介绍了C++中的关键词、实体、实体的声明和定义、类型、变量、标识符的命名规则、表达式、if else结构、switch结构、while循环、for循环、算术表达式、条件表达式、自增自减

if(STATEMENT){
	//...
}
else{
	//...
}

switch(STATEMENT){
	case 1: EXPRESIONS;break;
	case 2: EXPRESIONS;break;
}

while(STATEMENT){
	//...
}

for(int i=0;i<10;i++){
	//...
}

Spoiler Alert(补充)

1. c++17中的for循环和Python 3.x中的for循环对比

在最新的C++ 17标准中，for循环的新写法和Python中的写法的对比：

//Pythonic Implementation
my_dict = {'a':27,'b':3}
for key,value in my_dict.items():
	print(key,"has value",value)
// Implementaion in c++ 17
std::map<char,int> my_dict{{'a',27},{'b',3}}
for (const auto&[key,value]:my_dict)
{
    std::cout<<"has value"<<value<<std::endl;
}

可见新标准很有Pythonic taste，但是C++的实现要比Python快15倍：

在这里插入图片描述

2. Built-in types

C++中的"Out of the box"类型（out-of-the-box，即开箱即用的），可以参考Fundamental types - cppreference.com

int a = 10;
auto b = 10.1f ; // Automatic type [float]
auto c = 10; //Automatic type [int]
auto d = 10.0 ; // Automatic type [double]
std::array<int,3> arr={1,2,3}; // Array of intergers

这里的自动类型也有点像Python。

3. C-style strings are evil

C++中可以像C中的其他类型一样，按照C的风格编程：

#include<cstring>
#include<iostream>

int main(){
    const char source[] = "Copy this";
    char dest[5];
    std::cout<<source<<std::endl;
    std::strcpy(dest,source);
    std::cout<<dest<<std::endl;
    //Source is const, no problem right
    std::cout<<source<<std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

你可能以为source是const char类型的，并不应该改变，但是结果却出乎意料，这就是所谓的"C-style strings are evil"，所以更加推荐使用Strings类型，有这

几点注意事项：

#include<string>之后可以使用std::string
string类型实现了运算符重载，可以使用+进行拼接；
可以通过str.empty()检查str是否是空的；
可以和I/O streams结合，玩出花样

例如上面的例子，我们使用C++中的string类型实现：

#include<iostream>
#include<string>

int main(){
    const std::string source{"Copy this"};
    std::string dest = source;
    std::cout << source << '\n';
    std::cout<< dest <<'\n';
    return 0;
}

在这里插入图片描述

这次的运行结果就是完整的表示出来了。

补充：为什么第一个例子中会出现这样的错误呢？我们找到std::strcpy的官方说明，该函数的签名是：

char* strcpy( char* dest, const char* src );

我们看了一下strcpy的函数原型：

//C语言标准库函数strcpy的一种典型的工业级的最简实现。
//返回值：目标串的地址。
//对于出现异常的情况ANSI-C99标准并未定义，故由实现者决定返回值，通常为NULL。
//参数：des为目标字符串，source为原字符串。

char* strcpy(char* des,const char* source)
{
    char* r=des;
    assert((des != NULL) && (source != NULL));
    while((*r++ = *source++)!='\0');
    return des;
}
//while((*des++=*source++));的解释：赋值表达式返回左操作数，所以在赋值'\0'后，循环停止。

这里其实并不是语言的问题，而是source和dest都位于栈区，且在内存上相邻，所以dest的内存溢出到source中，覆盖了source的前面部分内容，并加上了\0，两者的位置信息如下所示：

+--------+
...
+--------+
| src[2] |   <--- -0x5
+--------+
| src[1] |   <--- -0x6
+--------+
| src[0] |   <--- -0x7
+--------+
| dest[3]|   <--- -0x8
+--------+
| dest[2]|   <--- -0x9
+--------+
| dest[1]|   <--- -0xa
+--------+
| dest[0]|   <--- -0xb
+--------+

应该如何避免因为dest指向的内存空间不够大造成的缓存溢出（buffer Overflow）呢？

这里官方给出了范例，为了避免因为dest长度不够造成的不可预测的行为，这里根据src的长度调整src的长度：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <memory>
 
int main()
{
    const char* src = "Take the test.";
//  src[0] = 'M'; // can't modify string literal
    auto dst = std::make_unique<char[]>(std::strlen(src)+1); // +1 for the null terminator
    std::strcpy(dst.get(), src);
    dst[0] = 'M';
    std::cout << src << '\n' << dst.get() << '\n';
}

当然也可以使用更加安全的strncpy或者strcpy_s。

4. Any variables can be `const`

值得注意的是，任何类型都能被声明为const类型，只要你确定它不会改变。

Google-Style以驼峰法(CamelCase)命名常量，并以小写字母k开头，例如：

const float kImportantFloat = 20.0f;
const int kSomeInt = 20;
const std::string kHello = "Hello";

补充：Google-Style以蛇形法（snake_case）命名变量，并且全部都是小写字母，例如some_var。

变量的引用（reference）也是十分常见的用法，比拷贝数据更快而且代码量更少，但是有时候为了避免不想要的改变，我们会使用const。

5. I/O streams

#include<iostream>来使用I/O stream

这里是常用的String streams：

标准输出cerr和cout
标准输入cin
文件流fstream、ifstream和ofstream
字符串stringstream，既可以将int、double、string等类型的组合转化为string，也可以将strings分解为int、double、string等。