C++ 学习笔记

基础

整数类型

这些类型里面除了只有 signed 和 int 的都可以省略 signed / int
例如 short, short int, signed short, signed short int 表示一个类型

浮点类型

无效浮点数信息

在 C++中，浮点数类型的值可以是无效的，具体取决于浮点数类型的规范。以下是一些常见的无效浮点数值：

• NaN (Not a Number): 表示无效的计算结果，例如 0.0 / 0.0、sqrt(-1) 等，它可以用 std::numeric_limits<T>::quiet_NaN() 来表示。
• Inf (Infinity): 表示除以 0 或者取 log(0) 等无穷值的结果，它可以用 std::numeric_limits<T>::infinity() 来表示。
• -Inf (Negative Infinity): 表示除以 -0 或者取 log(-0) 等负无穷值的结果，它可以用 -std::numeric_limits<T>::infinity() 来表示。
• denormalized number: 非规格化数，它是一个非零的非规格化浮点数 W，不同于规格化数它的指数部分全是 0。在一些平台上，它可能会被截断成 0。

在 C++ 标准库中，可以使用 std::numeric_limits<T> 类模板来获取特定浮点数类型 T 的限制信息，例如 std::numeric_limits<double>::quiet_NaN() 就可以得到 double 类型的 NaN。

无效浮点数操作

数字字面量

进制表示方式

sizeof 运算符

1. sizeof(type)：获取类型 type 的大小，返回 size_t 类型的值。
2. sizeof expression：获取表达式 expression 的大小，返回 size_t 类型的值。
3. sizeof...：获取模板参数包中元素的个数，返回 size_t 类型的值。这个用法通常用于可变参数模板。

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// 获取类型的大小
std::cout << "sizeof(int): " << sizeof(int) << '\n';

// 获取表达式的大小
int arr[] = {1, 2, 3};
std::cout << "sizeof(arr): " << sizeof(arr) << '\n';

// 获取模板参数包中元素的个数
template<typename... Ts>
void foo(Ts... args) {
  std::cout << "sizeof...(args): " << sizeof...(args) << '\n';
}
foo(1, 'a', 3.14);  // 输出 "sizeof...(args): 3"

数值的上下限

std::numeric_limits<T> 类模板提供了获取数值类型 T 的上下限的方法

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// 在整数类型中 min 和 lowest 都是相同的，都是最小值
// 获取 int 类型的上限
std::numeric_limits<int>::max();
// 获取 int 类型的下限
std::numeric_limits<int>::min();
// 以下方法也可以获取下限
std::numeric_limits<int>::lowest();

// 在浮点数类型中，min 和 lowest 不同，min 得到的是最小的正整数，lowest 得到的才是最小的值
// 获取 float 类型的上限（3.40282e+38）
std::numeric_limits<float>::max();
// 获取 float 类型的最小的正整数（1.17549e-38）
std::numeric_limits<float>::min();
// 获取 float 类型的下限（-3.40282e+38）
std::numeric_limits<float>::lowest();

char 、 wchar_t 、 char8_t 、 char16_t 、 char32_t

以上几种都是原生字符类型，用于表示数字、字母、符号等字符。

1. char:

   • 占用一个字节（8 位）
   • 用于表示单个 8 位字符，即 ASCII 码表中的字符，范围是 0~127
   • 在 C++ 中使用最为广泛，可以用于表示 ANSI 编码和 UTF-8 编码的字符，建议在表示 ASCII 字符时使用。

2. wchar_t:

   • 在不同平台上占用的字节数不同，通常为 2 个字节（16 位）或 4 个字节（32 位）
   • 用于表示单个 Unicode 字符，范围是所有 Unicode 字符
   • 在处理 Unicode 字符或多语言环境下有更好的应用场景，建议在需要处理 Unicode 字符时使用。
   • 在些跨平台代码是不建议使用，因为不同平台上的 wchar_t 占用的字节数不同。

3. char8_t:

   • 占用一个字节（8 位）
   • 用于表示单个 8 位字符，范围是所有 Unicode 字符中的 ASCII 码表部分，即 0~127
   • 用于表示 UTF-8 编码的字符，建议在需要处理 UTF-8 编码的字符时使用。

4. char16_t:

   • 占用两个字节（16 位）
   • 用于表示单个 Unicode 字符，范围是所有 Unicode 字符
   • 用于表示 UTF-16 编码的字符，建议在需要处理 UTF-16 编码的字符时使用。

5. char32_t:

   • 占用四个字节（32 位）
   • 用于表示单个 Unicode 字符，范围是所有 Unicode 字符
   • 用于表示 UTF-32 编码的字符，建议在需要处理 UTF-32 编码的字符时使用。

变量初始化赋值

在 C++中初始化赋值有三种方式

• 建议平时使用花括号表示法，避免隐式类型转换，如果类型不匹配会报错，以达到更好的代码可读性和可维护性
• 赋值表示法和函数表示法在初始化时不会进行类型检查，如果类型不匹配会进行隐式类型转换（缩窄转换）
• 赋值表示法和函数表示法在进行缩窄转换时，大多数编译器会发出数据丢失的警告

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int i = 0;  // 赋值表示法
int j(0);   // 函数表示法
int k{0};   // 花括号表示法
int l{};    // 这里是默认赋值为0

显示类型转换

格式化字符串 std::format

std::format 是 C++20 中的新特性，它提供了一种新的字符串格式化方式。该特性可以用来将多种类型的值格式化为字符串，并且支持多种格式控制符，可以更加灵活地控制输出格式。
这里列出格式说明符的一般形式：{[arg_id][:[[fill]align][sign]["#"]["0"][width]["." precision]["L"][type]]}

• arg_id：表示参数的索引, 从 0 开始

• fill：指定填充字符，可以是任意字符。如果省略，则默认为空格。

  c++

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  1 2	std::format("|{:<10}|", "hello"); // |hello | std::format("|{:*<10}|", "hello"); // |hello*****|

• align：指定对齐方式，可以是以下几种：

  • <：左对齐。
  • >: 右对齐。
  • ^: 居中对齐。
  c++

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  std::format("|{:<10}|", "hello"); // |hello | std::format("|{:>10}|", "hello"); // | hello| std::format("|{:^10}|", "hello"); // | hello |

• sign：指定符号显示方式，可以是以下几种：

  • +：显示正号和负号。
  • -：只显示负号。
  • ``（空格）：在正数前面加空格，负数前面加负号（默认）。
  c++

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  std::format("|{:+}|", 10); // |+10| std::format("|{:+}|", -10); // |-10| std::format("|{:-}|", -10); // |-10| std::format("|{: }|", 10); // | 10| std::format("|{: }|", -10); // |-10|

• #：指定转换类型，可以是以下几种：

  • b 或 B：二进制。
  • o 或 O：八进制。
  • x 或 X：十六进制。
  • e 或 E：科学计数法。
  • f 或 F：浮点数（默认）。
  • g 或 G：自动选择 f 或 e。
  • a 或 A：十六进制浮点数。
  c++

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  std::format("|{:#x}|", 255); // |0xff| std::format("|{:#X}|", 255); // |0xFF| std::format("|{:#b}|", 255); // |0b11111111| std::format("|{:#o}|", 255); // |0377| std::format("|{:.2e}|", 123.456); // |1.23e+02| std::format("|{:.2f}|", 123.456); // |123.46| std::format("|{:.2g}|", 123.456); // |1.2e+02|

• width：指定输出宽度，如果输出的字符串宽度小于指定的宽度，则会在左侧或右侧填充指定字符。

• .precision：指定浮点数输出的精度，即小数点后保留的位数

常用转义字符

常用预处理指令