《C++ Primer 第五版》阅读过程查漏补缺 Chapter2

《C++ Primer》阅读笔记
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这一章名为变量和基本类型，个人觉得需要重点关注的是引用与指针，以及const相关的知识。

变量的定义和声明

声明: 使得名字为程序所知，

定义:负责创建与名字相关的实体。

如果想要声明一个变量而非定义它，就需要在变量名前加上关键字extern。

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eg. 	extern int i; 	//声明i而非定义
		int j;			//声明并且定义j

然而，如果给extern标记的变量赋予了初始值，则进行了定义。

变量只能被定义一次，但是可以被多次声明

复合类型

引用和指针都是c++的复合类型。他们的相似和区别如下：

相同 不同
引用 实现了对某个对象的间接访问
一般情况引用类型需要和绑定的对象严格匹配		 1. 引用在定义时就要进行和对象的绑定，一经绑定无法修改
2. 引用本身不是一个对象，仅仅是一个别名，没有实际地址
3. 引用只能绑定在某个对象上，不能绑定在字面值或者计算结果
指针 实现了对某个对象的间接访问
一般情况引用类型需要和绑定的对象严格匹配		 1. 指针本身就是一个对象，允许对指针赋值访问
2. 指针无需在定义时赋初值，而且在其生命周期，可以多次指向不同对象
3. 指针存放的是对象地址，所以赋值时要用取址符&获取对象地址
4. 使用指针时，需要使用解引用符*来访问对象

注： 可以有指向指针的引用，不能有指向引用的指针 

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int i = 42;
int *p;
int *&r = p;		// r是一个指向指针p的引用
r = &i;				// 给指针p赋值
*r = 0;				// 得到p指向的对象并赋值

空指针：nullptr (c++11新标准引入) 等同于初始化为字面值0。

void* 指针： 一种特殊的指针类型，可以用于存放任意对象的地址。我们可以用void*指针进行指针比较、作函数输入或输出，或者赋值给别的void*指针，但是我们不能直接操作它所指向的对象。

const限定符

const对象一般情况下仅在文件内有效。当多个文件中出现多个const，则说明是在多个文件中分别定义了不同的对象。

如果想要在多个文件中声明或使用某个const对象，那就需要在定义和声明时都加上extern关键字。

const的引用

前面提到引用必须严格和绑定的对象进行匹配，int配int，double配double，但是在const中，针对const的引用是允许用任意表达式作为初始值的，只要其结果可以转换为引用的类型就可以。

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eg. 
	double dval = 3.14;			// 
	const int &ri = dval;		// 此时ri为3

当然此时对ri是无法进行赋值操作的，而且此时 编译器中实质发生的是这样的过程：

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double dval = 3.14;			
const int temp = dval;			// temp是一个临时量对象
   const int &ri = temp;			// ri实际引用的是一个临时量对象，所以显然无法对它进行更改

引入了临时量这一概念之后，就很好理解“对const的引用可能引用一个并非const对象”的概念了。

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int i = 42;	
int &r1 = i;		   		// 引用r1是一个普通的引用，绑定了i
const int &r2 = i;			// 引用r2是一个对const的引用，表面绑定了i，实质绑定的是一个临时量对象
r1 = 0;						// 此时i还可以通过r1更改
r2 = 0;						// 这里就会报错，因为r2是无法对i进行任何更改的。

指针与const

普通指针类型无法指向常量。只有指向常量的指针才可以指向常量类型。指向常量类型的指针写作：const 数据类型 *ptr。

前面同样提到指针类型必须和它指向的对象的类型一致，但是指向常量的指针，也是可以指向一个非常量的对象的。

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eg.
	double i = 3.14;	// 非const
	const double *cpter = &i;	//指向非常量对象，但是无法通过cpter改变

常量指针（const pointer）:const允许把指针本身定为常量。常量指针必须初始化， 一但初始化完成，指针就和它所指向的地址绑定了。但是指针指向的变量本身是可以改变的,换言之如果指向的是变量而不是常量，我们仍然可以使用ptr进行访问或修改。常量指针写作：``数据类型 const ptr``;

常量指针（顶层const） 指向常量的指针（底层const） 指向常量的常量指针 （右边的const是顶层const 左边的const是底层const）
指针对象是一个常量 指针指向的对象是一个常量 两者都是常量
可以通过解引用符*修改指向的变量 无法通过解引用符*修改指向的变量 无法通过解引用符*修改指向的变量
无法指向其他的对象 可以指向其他的对象 无法指向其他的对象
声明时必须初始化 声明时不必定义 声明时必须初始化

顶层const和底层const

底层const 顶层const
定义 指针和引用的复合类型的基本类型部分是常量 任意的对象是常量
拷贝操作 拷入拷出的对象必须都是相同的底层const，或者可以相互转换（非常量可以转为常量，反之不行） 不受影响

底层const和顶层const的实质理解是这样的：

对于一般对象，只存在顶层const

对于指针，由于指针包含了本身这个对象和它所指向的对象两个对象，所以指针本身的const称之为顶层const，指针指向的对象的const称之为底层const

对于引用，引用本身不是对象，所以只存在底层const

constexpr和常量表达式

常量表达式指的是在编译过程就能得到计算结果的表达式

声明为constexpr的变量一定是一个常量，而且必须用常量表达式初始化

一个constexpr指针的初始值必须为nullptr或者0，或者某个存储在固定地址的对象

指针和constexpr

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constexpr int *q = nullptr 		// q是一个指向整数的常量指针，等同于 int *const q = nullptr

constexpr可以把它所定义的对象置为顶层const。同时，constexpr指针既可以指向常量也可以指向非常量。但是当它指向一个变量名时，它的定义必须在函数体外

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int j = 0;
constexpr int i = 42;			//i的类型时整型常量
// i和j必须定义在函数体之外
constexpr const int *p = &i;	// p是常量指针，指向整型常量i
constexpr int *p1 = &j;			// p1是常量指针，指向整数j

处理类型

类型别名

指针、常量和类型别名

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eg.
	typedef char *pstring;
	const pstring cstr = 0;			// cstr是指向char的常量指针  类似于char *const cstr = 0;而不是直接带入的const char *cstr
	const pstring *ps;				// ps是一个指针，指向了一个对象，该对象是一个指向char类型的常量指针

总之不能直接将typedef带入进行理解。

auto类型说明符和decltype类型指示符

c++11新标准引入的新的类型说明符auto和类型指示符decltype。

  1. auto 让编译器通过初始值来推算变量的类型
    1. auto定义的变量必须具有初始值
    2. auto能在一条语句中声明多个变量，但是该语句中所有变量的初始基本数据类型必须一致。
  2. decltype 编译器分析表达式并得到它的类型，但是不计算表达式的值
    1. decltype如果使用的是一个不加括号的变量，则得到的结果就是该变量的类型
    2. decltype如果使用的是一个加括号的变量 ，则编译器会把它当作表达式，得到的结果是引用类型
auto decltype
相同 都可以通过编译器获得变量类型 都可以通过编译器获得变量类型
不同 1. 跟引用相关时，auto采用的是引用对象的值
2. 在处理顶层const时，auto会自动忽略掉顶层const，只保留底层const
3. 跟解引用*相关时，auto采用的是对对象地址进行解引用后的值		 1. 跟引用相关时，decltype采用的是对象的引用
2. 在处理顶层const时，decltype会保留顶层const
3. 跟解引用相关时，decltype采用的是对对象的引用