这是一篇五万字的C/C++知识点总结,包括答案。
目录
// 类
class A
{
private:
const int a; // 常对象成员,只能在初始化列表赋值
public:
// 构造函数
A() { };
A(int x) : a(x) { }; // 初始化列表
// const可用于对重载函数的区分
int getValue(); // 普通成员函数
int getValue() const; // 常成员函数,不得修改类中的任何数据成员的值
};
void function()
{
// 对象
A b; // 普通对象,可以调用全部成员函数
const A a; // 常对象,只能调用常成员函数、更新常成员变量
const A *p = &a; // 常指针
const A &q = a; // 常引用
// 指针
char greeting[] = "Hello";
char* p1 = greeting; // 指针变量,指向字符数组变量
const char* p2 = greeting; // 指针变量,指向字符数组常量
char* const p3 = greeting; // 常指针,指向字符数组变量
const char* const p4 = greeting; // 常指针,指向字符数组常量
}
// 函数
void function1(const int Var); // 传递过来的参数在函数内不可变
void function2(const char* Var); // 参数指针所指内容为常量
void function3(char* const Var); // 参数指针为常指针
void function4(const int& Var); // 引用参数在函数内为常量
// 函数返回值
const int function5(); // 返回一个常数
const int* function6(); // 返回一个指向常量的指针变量,使用:const int *p = function6();
int* const function7(); // 返回一个指向变量的常指针,使用:int* const p = function7();
this
指针是一个隐含于每一个非静态成员函数中的特殊指针。它指向正在被该成员函数操作的那个对象。
当对一个对象调用成员函数时,编译程序先将对象的地址赋给 this
指针,然后调用成员函数,每次成员函数存取数据成员时,由隐含使用 this
指针。
当一个成员函数被调用时,自动向它传递一个隐含的参数,该参数是一个指向这个成员函数所在的对象的指针。
this
指针被隐含地声明为: ClassName *const this
,这意味着不能给 this
指针赋值;在 ClassName
类的 const
成员函数中,this
指针的类型为:const ClassName* const
,这说明不能对 this
指针所指向的这种对象是不可修改的(即不能对这种对象的数据成员进行赋值操作);
this
并不是一个常规变量,而是个右值,所以不能取得 this
的地址(不能 &this
)。
在以下场景中,经常需要显式引用 this
指针:
list
。
// 声明1(加 inline,建议使用)
inline int functionName(int first, int secend,...);
// 声明2(不加 inline)
int functionName(int first, int secend,...);
// 定义
inline int functionName(int first, int secend,...) {/****/};
// 类内定义,隐式内联
class A {
int doA() { return 0; } // 隐式内联
}
// 类外定义,需要显式内联
class A {
int doA();
}
inline int A::doA() { return 0; } // 需要显式内联
优点
缺点
Are "inline virtual" member functions ever actually "inlined"?
答案:http://www.cs.technion.ac.il/users/yechiel/c++-faq/inline-virtuals.html
inline virtual
唯一可以内联的时候是:编译器知道所调用的对象是哪个类(如 Base::who()
),这只有在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才会发生。
#include
using namespace std;
class Base
{
public:
inline virtual void who()
{
cout << "I am Base
";
}
virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base
{
public:
inline void who() // 不写inline时隐式内联
{
cout << "I am Derived
";
}
};
int main()
{
// 此处的虚函数 who(),是通过类(Base)的具体对象(b)来调用的,编译期间就能确定了,所以它可以是内联的,但最终是否内联取决于编译器。
Base b;
b.who();
// 此处的虚函数是通过指针调用的,呈现多态性,需要在运行时期间才能确定,所以不能为内联。
Base *ptr = new Derived();
ptr->who();
// 因为Base有虚析构函数(virtual ~Base() {}),所以 delete 时,会先调用派生类(Derived)析构函数,再调用基类(Base)析构函数,防止内存泄漏。
delete ptr;
ptr = nullptr;
system("pause");
return 0;
}
断言,是宏,而非函数。assert 宏的原型定义在
(C)、
(C++)中,其作用是如果它的条件返回错误,则终止程序执行。可以通过定义 NDEBUG
来关闭 assert,但是需要在源代码的开头,include
之前。
#define NDEBUG // 加上这行,则 assert 不可用
#include
assert( p != NULL ); // assert 不可用
设定结构体、联合以及类成员变量以 n 字节方式对齐
#pragma pack(push) // 保存对齐状态
#pragma pack(4) // 设定为 4 字节对齐
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop) // 恢复对齐状态
Bit mode: 2; // mode 占 2 位
类可以将其(非静态)数据成员定义为位域(bit-field),在一个位域中含有一定数量的二进制位。当一个程序需要向其他程序或硬件设备传递二进制数据时,通常会用到位域。
volatile int i = 10;
extern "C"
修饰的变量和函数是按照 C 语言方式编译和连接的
extern "C"
的作用是让 C++ 编译器将 extern "C"
声明的代码当作 C 语言代码处理,可以避免 C++ 因符号修饰导致代码不能和C语言库中的符号进行链接的问题。
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void *memset(void *, int, size_t);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
// c
typedef struct Student {
int age;
} S;
等价于
// c
struct Student {
int age;
};
typedef struct Student S;
此时 S
等价于 struct Student
,但两个标识符名称空间不相同。
另外还可以定义与 struct Student
不冲突的 void Student() {}
。
由于编译器定位符号的规则(搜索规则)改变,导致不同于C语言。
一、如果在类标识符空间定义了 struct Student {...};
,使用 Student me;
时,编译器将搜索全局标识符表,Student
未找到,则在类标识符内搜索。
即表现为可以使用 Student
也可以使用 struct Student
,如下:
// cpp
struct Student {
int age;
};
void f( Student me ); // 正确,"struct" 关键字可省略
二、若定义了与 Student
同名函数之后,则 Student
只代表函数,不代表结构体,如下:
typedef struct Student {
int age;
} S;
void Student() {} // 正确,定义后 "Student" 只代表此函数
//void S() {} // 错误,符号 "S" 已经被定义为一个 "struct Student" 的别名
int main() {
Student();
struct Student me; // 或者 "S me";
return 0;
}
总的来说,struct 更适合看成是一个数据结构的实现体,class 更适合看成是一个对象的实现体。
最本质的一个区别就是默认的访问控制
联合(union)是一种节省空间的特殊的类,一个 union 可以有多个数据成员,但是在任意时刻只有一个数据成员可以有值。当某个成员被赋值后其他成员变为未定义状态。联合有如下特点:
默认访问控制符为 public
可以含有构造函数、析构函数
不能含有引用类型的成员
不能继承自其他类,不能作为基类
不能含有虚函数
匿名 union 在定义所在作用域可直接访问 union 成员
匿名 union 不能包含 protected 成员或 private 成员
全局匿名联合必须是静态(static)的
#include
union UnionTest {
UnionTest() : i(10) {};
int i;
double d;
};
static union {
int i;
double d;
};
int main() {
UnionTest u;
union {
int i;
double d;
};
std::cout << u.i << std::endl; // 输出 UnionTest 联合的 10
::i = 20;
std::cout << ::i << std::endl; // 输出全局静态匿名联合的 20
i = 30;
std::cout << i << std::endl; // 输出局部匿名联合的 30
return 0;
}
C 语言实现封装、继承和多态:
http://dongxicheng.org/cpp/ooc/
explicit 修饰的构造函数可用来防止隐式转换
class Test1
{
public:
Test1(int n) // 普通构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
class Test2
{
public:
explicit Test2(int n) // explicit(显式)构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
int main()
{
Test1 t1=12; // 隐式调用其构造函数,成功
Test2 t2=12; // 编译错误,不能隐式调用其构造函数
Test2 t2(12); // 显式调用成功
return 0;
}
一条 using 声明
语句一次只引入命名空间的一个成员。它使得我们可以清楚知道程序中所引用的到底是哪个名字。如:
using namespace_name::name;
在 C++11 中,派生类能够重用其直接基类定义的构造函数。
class Derived : Base {
public:
using Base::Base;
/* ... */
};
如上 using 声明,对于基类的每个构造函数,编译器都生成一个与之对应(形参列表完全相同)的派生类构造函数。生成如下类型构造函数:
derived(parms) : base(args) { }
using 指示
使得某个特定命名空间中所有名字都可见,这样我们就无需再为它们添加任何前缀限定符了。如:
using namespace_name name;
using 指示
污染命名空间一般说来,使用 using 命令比使用 using 编译命令更安全,这是由于它只导入了制定的名称。如果该名称与局部名称发生冲突,编译器将发出指示。using编译命令导入所有的名称,包括可能并不需要的名称。
如果与局部名称发生冲突,则局部名称将覆盖名称空间版本,而编译器并不会发出警告。另外,名称空间的开放性意味着名称空间的名称可能分散在多个地方,这使得难以准确知道添加了哪些名称。
尽量少使用 using 指示
using namespace std;
应该多使用 using 声明
int x;
std::cin >> x ;
std::cout << x << std::endl;
或者
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
int x;
cin >> x;
cout << x << endl;
::name
):用于类型名称(类、类成员、成员函数、变量等)前,表示作用域为全局命名空间class::name
):用于表示指定类型的作用域范围是具体某个类的namespace::name
):用于表示指定类型的作用域范围是具体某个命名空间的
int count = 0; // 全局(::)的 count
class A {
public:
static int count; // 类 A 的 count(A::count)
};
int main() {
::count = 1; // 设置全局的 count 的值为 1
A::count = 2; // 设置类 A 的 count 为 2
int count = 0; // 局部的 count
count = 3; // 设置局部的 count 的值为 3
return 0;
}
enum class open_modes { input, output, append };
enum color { red, yellow, green };
enum { floatPrec = 6, doublePrec = 10 };
decltype 关键字用于检查实体的声明类型或表达式的类型及值分类。语法:
decltype ( expression )
// 尾置返回允许我们在参数列表之后声明返回类型
template
auto fcn(It beg, It end) -> decltype(*beg)
{
// 处理序列
return *beg; // 返回序列中一个元素的引用
}
// 为了使用模板参数成员,必须用 typename
template
auto fcn2(It beg, It end) -> typename remove_reference::type
{
// 处理序列
return *beg; // 返回序列中一个元素的拷贝
}
常规引用,一般表示对象的身份。
右值引用就是必须绑定到右值(一个临时对象、将要销毁的对象)的引用,一般表示对象的值。
右值引用可实现转移语义(Move Sementics)和精确传递(Perfect Forwarding),它的主要目的有两个方面:
好处
更高效:少了一次调用默认构造函数的过程。
有些场合必须要用初始化列表:
用花括号初始化器列表列表初始化一个对象,其中对应构造函数接受一个 std::initializer_list
参数.
#include
#include
#include
template
struct S {
std::vector v;
S(std::initializer_list l) : v(l) {
std::cout << "constructed with a " << l.size() << "-element list
";
}
void append(std::initializer_list l) {
v.insert(v.end(), l.begin(), l.end());
}
std::pair c_arr() const {
return {&v[0], v.size()}; // 在 return 语句中复制列表初始化
// 这不使用 std::initializer_list
}
};
template
void templated_fn(T) {}
int main()
{
S s = {1, 2, 3, 4, 5}; // 复制初始化
s.append({6, 7, 8}); // 函数调用中的列表初始化
std::cout << "The vector size is now " << s.c_arr().second << " ints:
";
for (auto n : s.v)
std::cout << n << ' ';
std::cout << '
';
std::cout << "Range-for over brace-init-list:
";
for (int x : {-1, -2, -3}) // auto 的规则令此带范围 for 工作
std::cout << x << ' ';
std::cout << '
';
auto al = {10, 11, 12}; // auto 的特殊规则
std::cout << "The list bound to auto has size() = " << al.size() << '
';
// templated_fn({1, 2, 3}); // 编译错误!“ {1, 2, 3} ”不是表达式,
// 它无类型,故 T 无法推导
templated_fn>({1, 2, 3}); // OK
templated_fn>({1, 2, 3}); // 也 OK
}
面向对象程序设计(Object-oriented programming,OOP)是种具有对象概念的程序编程典范,同时也是一种程序开发的抽象方针。
面向对象特征
面向对象三大特征 —— 封装、继承、多态
把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。
关键字:public, protected, friendly, private。不写默认为 friendly。
关键字 | 当前类 | 包内 | 子孙类 | 包外 |
---|---|---|---|---|
public | √ | √ | √ | √ |
protected | √ | √ | √ | × |
friendly | √ | √ | × | × |
private | √ | × | × | × |
函数重载
class A
{
public:
void do(int a);
void do(int a, int b);
};
注意:
class Shape // 形状类
{
public:
virtual double calcArea()
{
...
}
virtual ~Shape();
};
class Circle : public Shape // 圆形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
};
class Rect : public Shape // 矩形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
};
int main()
{
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
Shape * shape2 = new Rect(5.0, 6.0);
shape1->calcArea(); // 调用圆形类里面的方法
shape2->calcArea(); // 调用矩形类里面的方法
delete shape1;
shape1 = nullptr;
delete shape2;
shape2 = nullptr;
return 0;
}
虚析构函数是为了解决基类的指针指向派生类对象,并用基类的指针删除派生类对象。
class Shape
{
public:
Shape(); // 构造函数不能是虚函数
virtual double calcArea();
virtual ~Shape(); // 虚析构函数
};
class Circle : public Shape // 圆形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
};
int main()
{
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
shape1->calcArea();
delete shape1; // 因为Shape有虚析构函数,所以delete释放内存时,先调用子类析构函数,再调用基类析构函数,防止内存泄漏。
shape1 = NULL;
return 0;
}
纯虚函数是一种特殊的虚函数,在基类中不能对虚函数给出有意义的实现,而把它声明为纯虚函数,它的实现留给该基类的派生类去做。
virtual int A() = 0;
CSDN . C++ 中的虚函数、纯虚函数区别和联系:http://t.cn/E4WVQBI
.rodata section
,见:目标文件存储结构//t.cn/E4WVBeF),存放虚函数指针,如果派生类实现了基类的某个虚函数,则在虚表中覆盖原本基类的那个虚函数指针,在编译时根据类的声明创建。虚继承用于解决多继承条件下的菱形继承问题(浪费存储空间、存在二义性)。
底层实现原理与编译器相关,一般通过虚基类指针和虚基类表实现,每个虚继承的子类都有一个虚基类指针(占用一个指针的存储空间,4字节)和虚基类表(不占用类对象的存储空间)(需要强调的是,虚基类依旧会在子类里面存在拷贝,只是仅仅最多存在一份而已,并不是不在子类里面了);当虚继承的子类被当做父类继承时,虚基类指针也会被继承。
实际上,vbptr 指的是虚基类表指针(virtual base table pointer),该指针指向了一个虚基类表(virtual table),虚表中记录了虚基类与本类的偏移地址;通过偏移地址,这样就找到了虚基类成员,而虚继承也不用像普通多继承那样维持着公共基类(虚基类)的两份同样的拷贝,节省了存储空间。
相同之处:都利用了虚指针(均占用类的存储空间)和虚表(均不占用类的存储空间)
不同之处:
抽象类:含有纯虚函数的类
接口类:仅含有纯虚函数的抽象类
聚合类:用户可以直接访问其成员,并且具有特殊的初始化语法形式。满足如下特点:
用于分配、释放内存
申请内存,确认是否申请成功
char *str = (char*) malloc(100);
assert(str != nullptr);
释放内存后指针置空
free(p);
p = nullptr;
申请内存,确认是否申请成功
int main()
{
T* t = new T(); // 先内存分配 ,再构造函数
delete t; // 先析构函数,再内存释放
return 0;
}
定位 new(placement new)允许我们向 new 传递额外的参数。
new (palce_address) type
new (palce_address) type (initializers)
new (palce_address) type [size]
new (palce_address) type [size] { braced initializer list }
palce_address
是个指针initializers
提供一个(可能为空的)以逗号分隔的初始值列表Is it legal (and moral) for a member function to say delete this?答案:http://t.cn/E4Wfcfl
合法,但:
new
(不是 new[]
、不是 placement new、不是栈上、不是全局、不是其他对象成员)分配的delete this
的成员函数是最后一个调用 this 的成员函数delete this
后面没有调用 this 了delete this
后没有人使用了如何定义一个只能在堆上(栈上)生成对象的类?
答案:http://t.cn/E4WfDhP
方法:将析构函数设置为私有
原因:C++ 是静态绑定语言,编译器管理栈上对象的生命周期,编译器在为类对象分配栈空间时,会先检查类的析构函数的访问性。若析构函数不可访问,则不能在栈上创建对象。
方法:将 new 和 delete 重载为私有
原因:在堆上生成对象,使用 new 关键词操作,其过程分为两阶段:第一阶段,使用 new 在堆上寻找可用内存,分配给对象;第二阶段,调用构造函数生成对象。将 new 操作设置为私有,那么第一阶段就无法完成,就不能够在堆上生成对象。
头文件:#include
std::auto_ptr ps (new std::string(str));
多个智能指针可以共享同一个对象,对象的最末一个拥有着有责任销毁对象,并清理与该对象相关的所有资源。
weak_ptr 允许你共享但不拥有某对象,一旦最末一个拥有该对象的智能指针失去了所有权,任何 weak_ptr 都会自动成空(empty)。因此,在 default 和 copy 构造函数之外,weak_ptr 只提供 “接受一个 shared_ptr” 的构造函数。
unique_ptr 是 C++11 才开始提供的类型,是一种在异常时可以帮助避免资源泄漏的智能指针。采用独占式拥有,意味着可以确保一个对象和其相应的资源同一时间只被一个 pointer 拥有。一旦拥有着被销毁或编程 empty,或开始拥有另一个对象,先前拥有的那个对象就会被销毁,其任何相应资源亦会被释放。
被 c++11 弃用,原因是缺乏语言特性如 “针对构造和赋值” 的 std::move
语义,以及其他瑕疵。
move
语义;delete
),unique_ptr 可以管理数组(析构调用 delete[]
);MSDN . 强制转换运算符:http://t.cn/E4WIt5W
向上转换是一种隐式转换。
char*
到 int*
或 One_class*
到 Unrelated_class*
之类的转换,但其本身并不安全)
try {
Circle& ref_circle = dynamic_cast(ref_shape);
}
catch (bad_cast b) {
cout << "Caught: " << b.what();
}
typeinfo
class Flyable // 能飞的
{
public:
virtual void takeoff() = 0; // 起飞
virtual void land() = 0; // 降落
};
class Bird : public Flyable // 鸟
{
public:
void foraging() {...} // 觅食
virtual void takeoff() {...}
virtual void land() {...}
};
class Plane : public Flyable // 飞机
{
public:
void carry() {...} // 运输
virtual void take off() {...}
virtual void land() {...}
};
class type_info
{
public:
const char* name() const;
bool operator == (const type_info & rhs) const;
bool operator != (const type_info & rhs) const;
int before(const type_info & rhs) const;
virtual ~type_info();
private:
...
};
class doSomething(Flyable *obj) // 做些事情
{
obj->takeoff();
cout << typeid(*obj).name() << endl; // 输出传入对象类型("class Bird" or "class Plane")
if(typeid(*obj) == typeid(Bird)) // 判断对象类型
{
Bird *bird = dynamic_cast(obj); // 对象转化
bird->foraging();
}
obj->land();
};
const
、enum
、inline
替换 #define
)operator=
返回一个 reference to *this
(用于连锁赋值)operator=
中处理 “自我赋值”new
中使用 []
则 delete []
,new
中不使用 []
则 delete
)(T)expression
、T(expression)
;新式:const_cast(expression)
、dynamic_cast(expression)
、reinterpret_cast(expression)
、static_cast(expression)
、;尽量避免转型、注重效率避免 dynamic_casts、尽量设计成无需转型、可把转型封装成函数、宁可用新式转型)tr1::function
成员变量替换 virtual 函数,将继承体系内的 virtual 函数替换为另一个继承体系内的 virtual 函数)this->
指涉 base class templates 内的成员名称,或藉由一个明白写出的 “base class 资格修饰符” 完成)英文:Google C++ Style Guide :http://t.cn/RqhluJP
中文:C++ 风格指南:http://t.cn/ELDTnur
Google C++ Style Guide 图
图片来源于:CSDN . 一张图总结Google C++编程规范(Google C++ Style Guide)
STL 方法含义索引:http://t.cn/E4WMXXs
容器的详细说明:http://t.cn/E4WMXXs
容器 | 底层数据结构 | 时间复杂度 | 有无序 | 可不可重复 | 其他 |
---|---|---|---|---|---|
array | 数组 | 随机读改 O(1) | 无序 | 可重复 | 支持快速随机访问 |
vector | 数组 | 随机读改、尾部插入、尾部删除 O(1) 头部插入、头部删除 O(n) | 无序 | 可重复 | 支持快速随机访问 |
list | 双向链表 | 插入、删除 O(1) 随机读改 O(n) | 无序 | 可重复 | 支持快速增删 |
deque | 双端队列 | 头尾插入、头尾删除 O(1) | 无序 | 可重复 | 一个中央控制器 + 多个缓冲区,支持首尾快速增删,支持随机访问 |
stack | deque / list | 顶部插入、顶部删除 O(1) | 无序 | 可重复 | deque 或 list 封闭头端开口,不用 vector 的原因应该是容量大小有限制,扩容耗时 |
queue | deque / list | 尾部插入、头部删除 O(1) | 无序 | 可重复 | deque 或 list 封闭头端开口,不用 vector 的原因应该是容量大小有限制,扩容耗时 |
priority_queue | vector + max-heap | 插入、删除 O(log2n) | 有序 | 可重复 | vector容器+heap处理规则 |
set | 红黑树 | 插入、删除、查找 O(log2n) | 有序 | 不可重复 | |
multiset | 红黑树 | 插入、删除、查找 O(log2n) | 有序 | 可重复 | |
map | 红黑树 | 插入、删除、查找 O(log2n) | 有序 | 不可重复 | |
multimap | 红黑树 | 插入、删除、查找 O(log2n) | 有序 | 可重复 | |
hash_set | 哈希表 | 插入、删除、查找 O(1) 最差 O(n) | 无序 | 不可重复 | |
hash_multiset | 哈希表 | 插入、删除、查找 O(1) 最差 O(n) | 无序 | 可重复 | |
hash_map | 哈希表 | 插入、删除、查找 O(1) 最差 O(n) | 无序 | 不可重复 | |
hash_multimap | 哈希表 | 插入、删除、查找 O(1) 最差 O(n) | 无序 | 可重复 |
http://t.cn/aEv0DV
算法 | 底层算法 | 时间复杂度 | 可不可重复 |
---|---|---|---|
find | 顺序查找 | O(n) | 可重复 |
sort | 内省排序 | O(n*log2n) | 可重复 |
SqStack.cpp:http://t.cn/E4WxO0b
typedef struct {
ElemType *elem;
int top;
int size;
int increment;
} SqSrack;
typedef struct {
ElemType * elem;
int front;
int rear;
int maxSize;
}SqQueue;
SqQueue.rear++
SqQueue.rear = (SqQueue.rear + 1) % SqQueue.maxSize
SqList.cpp
顺序表数据结构和图片
typedef struct {
ElemType *elem;
int length;
int size;
int increment;
} SqList;
LinkList.cpp
LinkList_with_head.cpp
typedef struct LNode {
ElemType data;
struct LNode *next;
} LNode, *LinkList;
HashTable.cpp
哈希函数:H(key): K -> D , key ∈ K
链地址法:key 相同的用单链表链接
开放定址法
Hi = (H(key) + i) % m
Di = 1^2, -1^2, …, ±(k)^2,(k<=m/2)
H = (H(key) + 伪随机数) % m
typedef char KeyType;
typedef struct {
KeyType key;
}RcdType;
typedef struct {
RcdType *rcd;
int size;
int count;
bool *tag;
}HashTable;
函数直接或间接地调用自身
分治法
折半查找(递归)
归并查找(递归)
快速排序(递归)
// 广义表的头尾链表存储表示
typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag;
// ATOM==0:原子,LIST==1:子表
typedef struct GLNode {
ElemTag tag;
// 公共部分,用于区分原子结点和表结点
union {
// 原子结点和表结点的联合部分
AtomType atom;
// atom 是原子结点的值域,AtomType 由用户定义
struct {
struct GLNode *hp, *tp;
} ptr;
// ptr 是表结点的指针域,prt.hp 和 ptr.tp 分别指向表头和表尾
} a;
} *GList, GLNode;
// 广义表的扩展线性链表存储表示
typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag;
// ATOM==0:原子,LIST==1:子表
typedef struct GLNode1 {
ElemTag tag;
// 公共部分,用于区分原子结点和表结点
union {
// 原子结点和表结点的联合部分
AtomType atom; // 原子结点的值域
struct GLNode1 *hp; // 表结点的表头指针
} a;
struct GLNode1 *tp;
// 相当于线性链表的 next,指向下一个元素结点
} *GList1, GLNode1;
BinaryTree.cpp
非空二叉树第 i 层最多 2(i-1) 个结点 (i >= 1)
深度为 k 的二叉树最多 2k - 1 个结点 (k >= 1)
度为 0 的结点数为 n0,度为 2 的结点数为 n2,则 n0 = n2 + 1
有 n 个结点的完全二叉树深度 k = ⌊ log2(n) ⌋ + 1
对于含 n 个结点的完全二叉树中编号为 i (1 <= i <= n) 的结点
typedef struct BiTNode
{
TElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;
满二叉树
完全二叉树(堆)
二叉查找树(二叉排序树):左 < 根 < 右
平衡二叉树(AVL树):| 左子树树高 - 右子树树高 | <= 1
最小失衡树:平衡二叉树插入新结点导致失衡的子树:调整:
一种不相交的子集所构成的集合 S = {S1, S2, …, Sn}
F(n)=F(n-1)+F(n-2)+1
(1 是根节点,F(n-1) 是左子树的节点数量,F(n-2) 是右子树的节点数量)平衡二叉树插入新结点导致失衡的子树
调整:
B 树(B-tree)、B+ 树(B+-tree)
对于在内部节点的数据,可直接得到,不必根据叶子节点来定位。
B 树、B+ 树区别来自:differences-between-b-trees-and-b-trees、B树和B+树的区别:
http://t.cn/RrBAaZa
http://t.cn/E4WJhmZ
八叉树(octree),或称八元树,是一种用于描述三维空间(划分空间)的树状数据结构。八叉树的每个节点表示一个正方体的体积元素,每个节点有八个子节点,这八个子节点所表示的体积元素加在一起就等于父节点的体积。一般中心点作为节点的分叉中心。
http://t.cn/E4WJUGz
排序算法 | 平均时间复杂度 | 最差时间复杂度 | 空间复杂度 | 数据对象稳定性 |
---|---|---|---|---|
冒泡排序 | O(n2) | O(n2) | O(1) | 稳定 |
选择排序 | O(n2) | O(n2) | O(1) | 数组不稳定、链表稳定 |
插入排序 | O(n2) | O(n2) | O(1) | 稳定 |
快速排序 | O(n*log2n) | O(n2) | O(log2n) | 不稳定 |
堆排序 | O(n*log2n) | O(n*log2n) | O(1) | 不稳定 |
归并排序 | O(n*log2n) | O(n*log2n) | O(n) | 稳定 |
希尔排序 | O(n*log2n) | O(n2) | O(1) | 不稳定 |
计数排序 | O(n+m) | O(n+m) | O(n+m) | 稳定 |
桶排序 | O(n) | O(n) | O(m) | 稳定 |
基数排序 | O(k*n) | O(n2) | 稳定 |
均按从小到大排列
- k:代表数值中的 “数位” 个数
- n:代表数据规模
- m:代表数据的最大值减最小值
- 来自:wikipedia . 排序算法
查找算法 | 平均时间复杂度 | 空间复杂度 | 查找条件 |
---|---|---|---|
顺序查找 | O(n) | O(1) | 无序或有序 |
二分查找(折半查找) | O(log2n) | O(1) | 有序 |
插值查找 | O(log2(log2n)) | O(1) | 有序 |
斐波那契查找 | O(log2n) | O(1) | 有序 |
哈希查找 | O(1) | O(n) | 无序或有序 |
二叉查找树(二叉搜索树查找) | O(log2n) | ||
红黑树 | O(log2n) | ||
2-3树 | O(log2n - log3n) | ||
B树/B+树 | O(log2n) |
图搜索算法 | 数据结构 | 遍历时间复杂度 | 空间复杂度 |
---|---|---|---|
BFS广度优先搜索 | 邻接矩阵 邻接链表 | O(|v|2) O(|v|+|E|) | O(|v|2) O(|v|+|E|) |
DFS深度优先搜索 | 邻接矩阵 邻接链表 | O(|v|2) O(|v|+|E|) | O(|v|2) O(|v|+|E|) |
算法 | 思想 | 应用 |
---|---|---|
分治法 | 把一个复杂的问题分成两个或更多的相同或相似的子问题,直到最后子问题可以简单的直接求解,原问题的解即子问题的解的合并 | 循环赛日程安排问题、排序算法(快速排序、归并排序) |
动态规划 | 通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式求解复杂问题的方法,适用于有重叠子问题和最优子结构性质的问题 | 背包问题、斐波那契数列 |
贪心法 | 一种在每一步选择中都采取在当前状态下最好或最优(即最有利)的选择,从而希望导致结果是最好或最优的算法 | 旅行推销员问题(最短路径问题)、最小生成树、哈夫曼编码 |
对于有线程系统:
对于无线程系统:
管道(PIPE)
有名管道:一种半双工的通信方式,它允许无亲缘关系进程间的通信
优点:可以实现任意关系的进程间的通信
缺点:
长期存于系统中,使用不当容易出错
缓冲区有限
信号量(Semaphore):一个计数器,可以用来控制多个线程对共享资源的访问
信号(Signal):一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生
消息队列(Message Queue):是消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识
共享内存(Shared Memory):映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问
套接字(Socket):可用于不同及其间的进程通信
锁机制:包括互斥锁/量(mutex)、读写锁(reader-writer lock)、自旋锁(spin lock)、条件变量(condition)
信号量机制(Semaphore)
信号机制(Signal):类似进程间的信号处理
屏障(barrier):屏障允许每个线程等待,直到所有的合作线程都达到某一点,然后从该点继续执行。
线程间的通信目的主要是用于线程同步,所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制
进程之间的通信方式以及优缺点来源于:进程线程面试题总结
对比维度 | 多进程 | 多线程 | 总结 |
---|---|---|---|
数据共享、同步 | 数据共享复杂,需要用 IPC;数据是分开的,同步简单 | 因为共享进程数据,数据共享简单,但也是因为这个原因导致同步复杂 | 各有优势 |
内存、CPU | 占用内存多,切换复杂,CPU 利用率低 | 占用内存少,切换简单,CPU 利用率高 | 线程占优 |
创建销毁、切换 | 创建销毁、切换复杂,速度慢 | 创建销毁、切换简单,速度很快 | 线程占优 |
编程、调试 | 编程简单,调试简单 | 编程复杂,调试复杂 | 进程占优 |
可靠性 | 进程间不会互相影响 | 一个线程挂掉将导致整个进程挂掉 | 进程占优 |
分布式 | 适应于多核、多机分布式;如果一台机器不够,扩展到多台机器比较简单 | 适应于多核分布式 | 进程占优 |
优劣 | 多进程 | 多线程 |
---|---|---|
优点 | 编程、调试简单,可靠性较高 | 创建、销毁、切换速度快,内存、资源占用小 |
缺点 | 创建、销毁、切换速度慢,内存、资源占用大 | 编程、调试复杂,可靠性较差 |
多进程与多线程间的对比、优劣与选择来自:多线程还是多进程的选择及区别
在现代操作系统里,同一时间可能有多个内核执行流在执行,因此内核其实象多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问。尤其是在多处理器系统上,更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问。
来自:Linux 内核的同步机制,第 1 部分、Linux 内核的同步机制,第 2 部分
主机字节序又叫 CPU 字节序,其不是由操作系统决定的,而是由 CPU 指令集架构决定的。主机字节序分为两种:
32 位整数 0x12345678
是从起始位置为 0x00
的地址开始存放,则:
内存地址 | 0x00 | 0x01 | 0x02 | 0x03 |
---|---|---|---|---|
大端 | 12 | 34 | 56 | 78 |
小端 | 78 | 56 | 34 | 12 |
判断大端小端
可以这样判断自己 CPU 字节序是大端还是小端:
#include
using namespace std;
int main()
{
int i = 0x12345678;
if (*((char*)&i) == 0x12)
cout << "大端" << endl;
else
cout << "小端" << endl;
return 0;
}
网络字节顺序是 TCP/IP 中规定好的一种数据表示格式,它与具体的 CPU 类型、操作系统等无关,从而可以保重数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。
网络字节顺序采用:大端(Big Endian)排列方式。
在地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不在内存中,则产生缺页中断。当发生缺页中断时,如果操作系统内存中没有空闲页面,则操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存,以便为即将调入的页面让出空间。而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。
全局:
局部:
计算机经网络体系结构:
计算机经网络体系结构
分层 | 作用 | 协议 |
---|---|---|
物理层 | 通过媒介传输比特,确定机械及电气规范(比特 Bit) | RJ45、CLOCK、IEEE802.3(中继器,集线器) |
数据链路层 | 将比特组装成帧和点到点的传递(帧 Frame) | PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC(网桥,交换机) |
网络层 | 负责数据包从源到宿的传递和网际互连(包 Packet) | IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP(路由器) |
运输层 | 提供端到端的可靠报文传递和错误恢复( 段Segment) | TCP、UDP、SPX |
会话层 | 建立、管理和终止会话(会话协议数据单元 SPDU) | NFS、SQL、NETBIOS、RPC |
表示层 | 对数据进行翻译、加密和压缩(表示协议数据单元 PPDU) | JPEG、MPEG、ASII |
应用层 | 允许访问OSI环境的手段(应用协议数据单元 APDU) | FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS |
通道:
通道复用技术:
主要信道:
三个基本问题:
SOH - 数据部分 - EOT
点对点协议(Point-to-Point Protocol):
广播通信:
原文标题:干货推荐 :五万字长文总结 C/C++ 知识
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