C++ 常用关键字使用举例

1. static控制作用域、生命周期或类成员归属123456789101112131415// 1. 全局/命名空间仅当前文件可见避免跨文件重定义staticintglobal_static 10;// 其他文件无法通过 extern 访问// 2. 局部变量生命周期延长至程序结束仅初始化1次voidcounter() {staticintcnt 0;cnt;cout cnt ;// 调用3次输出1 2 3}// 3. 类成员属于类所有对象共享需类外初始化classCar {public:staticinttotal;// 声明staticvoidprintTotal() { cout total endl; }// 无 this 指针};intCar::total 0;// 必须类外初始化全局作用域注意类 static 成员函数不能访问非 static 成员无 this 指针。问题static关键字的三种用法及区别全局 / 命名空间限制符号仅当前文件可见解决 “重复定义” 问题。局部变量生命周期为程序全程仅初始化 1 次作用域仍为函数内避免全局变量污染。类成员变量属于类所有对象共享函数无 this 指针仅访问 static 成员需类外初始化。2. const声明 “不可修改的常量”增强类型安全1234567891011121314151617181920// 1. 修饰变量值不可改constintMAX 100;// MAX 200; // 错误const 变量禁止写入// 2. 修饰指针两种场景constint* p1;// 指针指向的内容不可改*p1 5 错误int*constp2 MAX;// 指针本身不可改p2 x 错误constint*constp3;// 指针和内容均不可改// 3. 修饰成员函数保证不修改非 static 成员this 变为 const T*classA {intx 5;public:voidprint()const{// x 10; // 错误const 函数禁止修改成员cout x endl;}};// 4. 修饰函数参数防止函数内部修改实参voidfunc(conststring s) {// s new; // 错误禁止修改参数}问题const与#define的区别维度const#define类型检查有编译器检查类型安全无文本替换易出错作用域受局部 / 类 / 命名空间限制从定义到#undef全局内存分配内存可取地址不分配内存仅替换调试可被调试器识别替换后无法调试3. volatile告知编译器 “变量可能被意外修改”如硬件、多线程禁止优化每次从内存读取。1234volatileintflag 0;// 可能被其他线程/硬件修改while(flag 0) {// 循环等待每次从内存读 flag而非寄存器缓存}问题volatile与const能否同时修饰一个变量可以。例如const volatile int x;表示const当前代码不能修改xvolatilex可能被外部如硬件修改每次访问需从内存读取。4. mutable允许在const成员函数中修改被修饰的成员变量突破const限制。123456789classCache {private:mutableinthit_count 0;// 可在 const 函数中修改public:intget_data()const{hit_count;// 合法hit_count 是 mutablereturn42;}};5. extern声明 “外部符号”定义在其他文件或指定 C 语言编译规则。1234567// 1. 声明外部变量file1.cpp 定义file2.cpp 使用// file1.cpp: int global_val 100;externintglobal_val;// file2.cpp 声明无需初始化// 2. 调用 C 语言函数避免 C 名称修饰externC{#include c_library.h // C 头文件如 printf}6. thread_localC11定义 “线程局部变量”每个线程有独立副本生命周期与线程一致1234567891011#include threadthread_localintthread_id 0;// 每个线程有独立的 thread_idvoidworker(intid) {thread_id id;cout Thread thread_id endl;// 每个线程输出自己的 id}intmain() {threadt1(worker, 1);threadt2(worker, 2);t1.join(); t2.join();// 输出Thread 1 \n Thread 2}7. class vs struct均用于定义类核心区别是默认访问权限和继承方式。123456789classA {intx;// 默认 private仅类内访问};structB {inty;// 默认 public外部可直接访问};// 继承权限区别classC : A { ... };// 继承默认 privateA 的 public 成员变为 C 的 privatestructD : B { ... };// 继承默认 publicB 的 public 成员仍为 D 的 public问题class和struct的核心区别默认成员权限class默认为privatestruct默认为public。默认继承权限class继承默认为privatestruct继承默认为public。语义习惯struct多用于 “数据聚合”如 POD 类型无复杂行为class多用于 “封装对象”含成员函数和状态管理。8. enum vs enum classC11定义枚举类型enum class是 “强类型枚举”更安全。12345678// 传统 enum作用域全局可隐式转换为 int易冲突enumColor { RED, GREEN, BLUE };Color c RED;intx RED;// 隐式转换不推荐// enum class强类型作用域受限无隐式转换推荐enumclassDirection { LEFT, RIGHT };Direction d Direction::LEFT;// 必须用 :: 访问// int y Direction::LEFT; // 错误无隐式转换9. typedef vs usingC11定义类型别名简化复杂类型using支持模板别名更灵活。12345678// typedef 定义别名typedefstd::vectorint IntVec;typedefint(*FuncPtr)(int,int);// 函数指针别名// using 定义别名C11支持模板usingIntVec std::vectorint;templatetypenameTusingPtr T*;// 模板别名typedef 无法实现Ptrint p newint(10);// 等价于 int* p10. typename在模板中声明 “类型名”区分类型与非类型成员替代class作为模板参数关键字。1234templatetypenameT// 等价于 template class TclassMyClass {typenameT::SubType* ptr;// 声明 T::SubType 是类型否则编译器视为成员变量};11. 基本数据类型关键字包括bool布尔、char字符、int整数、float/double浮点数、void无类型等以及扩展类型short/long长度修饰、signed/unsigned符号修饰、wchar_t/char8_t/char16_t/char32_t字符编码。1234567boolflag true;charc a;intx 10;longlongnum 1e18;unsignedintcnt 0;wchar_twstr[] L中文;// 宽字符char8_t u8str[] u8UTF-8;// C20 新增12. virtual声明虚函数实现多态或虚析构函数避免内存泄漏。12345678910111213classBase {public:virtualvoidrun() { cout Base run; }// 虚函数可被重写virtual~Base() { cout Base 析构; }// 虚析构确保派生类析构被调用};classDerived :publicBase {public:voidrun() override { cout Derived run; }// 重写虚函数~Derived() override { cout Derived 析构; }};Base* obj newDerived();obj-run();// 输出 Derived run多态运行时绑定deleteobj;// 先调用 Derived 析构再 Base 析构无内存泄漏13. overrideC11显式声明 “重写基类虚函数”编译器检查签名一致性避免笔误。123456789classBase {public:virtualvoidfunc(intx) {}};classDerived :publicBase {public:voidfunc(intx) override {}// 正确重写 Base::func// void func(double x) override {} // 错误参数类型不匹配编译器报错};14. final禁止类被继承或虚函数被重写。123456789classFinalClass final {};// 禁止被继承// class Sub : public FinalClass {}; // 错误classBase {public:virtualvoidstop() final {}// 禁止重写};classDerived :publicBase {// void stop() override {} // 错误stop 是 final};15. explicit禁止单参数构造函数的 “隐式转换”避免意外类型转换。12345678classPoint {public:explicitPoint(intx) : x(x) {}// 禁止隐式转换private:intx;};Point p1(10);// 正确显式构造// Point p2 10; // 错误explicit 禁止 int→Point 的隐式转换16. noexceptC11声明函数 “不会抛出异常”帮助编译器优化避免异常传播。123456voidfunc() noexcept {// 声明不抛异常// 若函数内抛出异常会调用 std::terminate()}voidfunc2() noexcept(false) {// 声明可能抛异常throwstd::runtime_error(error);}17. constexprC11声明 “编译期常量” 或 “编译期可执行函数”提升性能。123constexprintMAX 100;// 编译期常量constexprintadd(intx,inty) {returnx y; }constexprintsum add(3, 5);// 编译期计算sum8问题const和constexpr的区别const表示运行时常量值可能运行时确定constexpr表示编译时常量值必须编译时确定constexpr函数可在编译期执行