C++程序设计-第四/五章 函数和类和对象【期末复习|考研复习】

前言

总结整理不易，希望大家点赞收藏。

给大家整理了一下C++程序设计中的重点概念，以供大家期末复习和考研复习的时候使用。

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C++程序设计系列文章传送门：
第一章 面向对象基础
第四/五章 函数和类和对象
第六/七/八章 运算符重载/包含与继承/虚函数和多态性
第九/十一/十二章 模板/输入/输出流/标准模板库
C++程序设计-练手题集合

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不重要的章节我们直接跳过，因此直接从第一章跳到第四章

第四章 函数 函数和类和对象

4.1 说明带参数的宏与内联函数有什么不同

1、编译器处理方式不同：带参数的宏是在预处理阶段进行处理，它会将所有使用该宏的地方直接替换成宏定义中的代码，并且没有任何类型检查和错误检查。而内联函数是在编译阶段进行处理，编译器会将内联函数的代码插入到函数调用的地方，可以进行类型检查和错误检查。
2、参数求值次数不同：带参数的宏在被调用时，宏定义中的代码会被简单地文本替换，因此宏参数的求值次数可能比较多，这可能会导致不符合预期的行为。而内联函数在被调用时，参数的求值次数与普通函数相同。
3、代码生成方式不同：带参数的宏在被处理时，每次都会生成新的代码，这可能会导致生成的代码量较大。而内联函数在编译时被处理成了一份代码，可以被多次使用，这有助于减小代码量，提高代码的可读性和可维护性。
4、调试方式不同：带参数的宏在调试时可能会产生困难，因为调试器看到的是宏定义中的代码，而不是调用宏时的代码。而内联函数则可以通过调试器进行单步调试，从而更容易地进行调试。

4.2 全局变量和局部变量有什么区别是怎么实现的操作系统和编译器是怎么知道？

操作系统和编译器通过符号表（symbol table）来识别和管理变量。
1、作用域不同：全局变量在整个程序中都可以访问，而局部变量只在它所在的代码块可以访问。
2、存储位置不同：全局变量存储在程序的数据段中，而局部变量通常存储在栈或寄存器中。
3、生命周期不同：全局变量的生命周期与程序的运行时间一致，而局部变量的生命周期只存在于其所在的代码块中，在离开该代码块时会被销毁。

第五章 类和对象

5.1 C中的Class和C++的 struct有什么区别

默认访问权限：在 C++ 中，class 的默认访问权限是私有的，而 struct 的默认访问权限是公有的。
继承：class 支持私有继承、公有继承和保护继承，而 struct 只支持公有和保护继承。
模板参数限制：class 作为模板参数时可以是任何类型，而 struct 只能作为模板参数用于构建类型。这是因为 Class 可以包含成员函数和成员类型，而 struct 只能包含成员变量和成员类型。

5.2 数组与链表有什么区别各有什么优缺点

内存分配方式：数组在内存中是连续的一段空间，而链表中的节点可以存储在任意位置，通过指针链接。
访问元素的方式：数组可以通过下标直接访问元素。而链表需要从头节点开始顺序遍历。
插入和删除元素的效率：数组在插入和删除元素时需要移动其他元素，时间复杂度为O(n)。而链表在插入和删除元素时只需要修改指针，时间复杂度为O(1)。
优缺点：数组的优点是访问元素快速，而链表的优点是插入和删除元素快速。在需要频繁访问元素但不需要频繁插入和删除元素时，数组是一个更好的选择。而在需要频繁插入和删除元素但不需要频繁访问元素时，链表是更好的选择。此外，链表可以支持动态分配内存，而数组在声明时需要确定大小。

5.3 简述成员函数全局函数和友元函数这些概念的异同

成员函数是一个属于类的函数，它可以访问类的私有成员变量和保护成员变量。成员函数可以被类的对象调用，并且可以重载。
全局函数是一个在任何类或命名空间之外定义的函数。全局函数不属于任何类，不能访问类的私有成员变量和保护成员变量。全局函数也可以重载。
友元函数是一个定义在类外部但是有权访问类私有成员的非成员函数。友元函数必须在类定义中进行声明，并且可以访问类的所有私有成员变量和保护成员变量。友元函数也可以重载。
异同点：
定义位置：成员函数定义在类的内部，全局函数和友元函数定义在类的外部。
访问权限：成员函数可以访问类的私有成员变量和保护成员变量，而全局函数和友元函数不能访问类的私有成员变量和保护成员变量。
调用方式：成员函数必须通过类的对象调用，而全局函数和友元函数可以直接调用或通过对象调用。
重载：成员函数、全局函数和友元函数都可以重载。
归属关系：成员函数属于类，而全局函数和友元函数不属于任何类。
作用范围：成员函数的作用范围限定于类的对象，而全局函数和友元函数的作用范围不受限制。

5.4 完整举例const限定符的作用，跟C语言的const有什么区别

在C语言中，用const修饰的变量，其本质上还是个变量，可以通过指针来修改该变量的值。在C++中 ，在编译的时候，当碰到用const修饰的变量时，编译器是直接将变量的值和变量的符号对应起来一起存到符号表中。不会为const变量分配空间。在编译的时候如果前面有extern和取地址符 & 时，会为变量分配存储空间是为了兼容C语言

5.5 完整举例static关键字的作用，跟C语言Java中的static有什么区别？

在C语言中，static关键字可以用于函数和变量，用于函数时表示该函数只能在当前文件中被调用，用于变量时表示该变量只能在当前文件中被访问。在C++中，static关键字可以用于类的成员变量和成员函数，用于成员变量时表示该变量是类的静态成员，所有对象共享该变量，用于成员函数时表示该函数是类的静态成员函数，可以直接通过类名调用。

5.6 构造函数是否有返回值类型？

构造函数没有返回值类型。

5.7 什么是拷贝构造函数？在什么情况下被调用？

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，函数的名称必须和类名称一致，它的唯一的一个参数是本类型的一个引用变量，该参数是const类型，不可变的。例如：类X的拷贝构造函数的形式为X(const X & x)。
调用情况：
1、当用类的一个对象去初始化该类的另一个对象的时候。
2、如果函数的形参是类的对象，调用此函数的时候，进行形参和实参相结合时，拷贝构造函数被调用。
3、如果函数的返回值是类的一个对象，函数执行完成返回调用者时，会建立一个匿名对象，在对匿名对象进行拷贝构造。

5.8 什么是深拷贝？什么是浅拷贝？他们有什么区别？

浅拷贝：当编写一个类时，并且没有添加拷贝构造，此时系统会默认添加一个拷贝构造（浅拷贝）。浅拷贝是指：创建一个新对象时，把对象的初始属性都复制一份，若是存在引用类型，则拷贝的是其内存地址，当它的值发生改变时，另一个的值也会受到改变。若存在析构函数，可能会出现析构多次的情况。
深拷贝：深拷贝就是将对象从内存中完全拷贝出来，并且重新开辟一片空间来进行存放，当其中一个值发生改变时并不会影响另一个的值，两者互不影响。

5.9 头文件中的infdef/deifine/endif有什么区别？

当多个文件中同时包含相同的头文件，将头文件放到#ifndef/#deifne#endif中防止大量冲突。#ifndef <标识> #define <标识> … … #endif

5.10 什么时候友元是有用的？说明使用友元的优缺点

友元是一种定义在类外部的普通函数，但它需要在类体内进行声明，为了与该类的成员函数加以区别，在声明时前面加以关键字friend。友元不是成员函数，但是它可以访问类中的私有成员。
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
友元的作用在于提高程序的运行效率，但是，它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数可以访问类的私有成员。

6 练手题

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