一、auto关键字

1.1 概念

C++11中引出了变量的类型自动推导，它和Python 不一样，C++需要用auto关键字来引导

1.2 作用

auto修饰变量，可以自动推导出变量的数据类型

1.3注意

1> 使用auto修饰变量时，必须初始化

2> auto的右值，可以是右值，也可以是表达式，还可以是函数的返回值

3> auto不能直接声明数组

4> auto不能作为函数的形参

5> auto不能修饰非静态成员

1.4 用途

1> 用于修饰比较冗长的数据类型

2> 用于函数模板中，依赖模板参数的变量

3> 用lambda表达式中

#include <iostream>using namespace std;int fun(int a, int b, float *c, char d, double *e,int f)
{return 1+2;
}int main()
{//定义一个函数指针，指向fun函数int (*p)(int , int , float *, char , double *,int ) = fun;//用auto来完成auto ptr = fun;return 0;
}

#include <iostream>using namespace std;template <typename T>
void fun(T a)
{auto b = a;cout << "b的数据类型：" << typeid (b).name() << endl;
}int main()
{int a =10;fun(a);return 0;
}

二、lambda表达式

2.1 作用

当你需要用一个匿名的、临时的、需要获得外界变量的函数时，可以用lambda来完成。

2.2 格式

[](){}[捕获外界变量列表](形参列表){函数体内容}[捕获外界变量列表](形参列表)->return type{函数体内容}
[] :捕获外界变量列表[变量1,变量2,变量3,...,变量n] :对外界的变量进行值捕获，捕获的变量和外界变量值一样，地址不一样，并且值不可以被修改。如果想对值进行修改，加上mutable关键字[=]      :外界所有的变量进行值捕获。                         [&变量1,&变量2,&变量3,...,&变量n]：对外界的变量进行引用（址）捕获，获的变量和外界变量值一样，地址一样这个时候就不需要加mutable [&]      :外界所有的变量进行引用捕获[=,&变量1,&变量2] [&,变量1,变量2]() :形参列表->return type 返回类型

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int a = 100;double b = 13.45;char c = 'x';cout << "main-&a:" << &a << "  a = " << a << endl;//    auto fun = [a,b,c]()mutable{
//    auto fun = [=]()mutable{auto fun = [&a,&b](){cout << "lambda--&a " << &a << " a = " << a << endl;a = 200;cout << "lambda--&a " << &a << " a = " << a << endl;};fun();cout << "main-&a:" << &a << "  a = " << a << endl;return 0;
}

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int a = 100;double b = 13.45;char c = 'x';cout << "main-&a:" << &a << "  a = " << a << endl;
//    auto fun = [a,b,c]()mutable{
//    auto fun = [=]()mutable{auto fun = [&a,&b](string name = "hello world")->string{cout << "lambda--&a " << &a << " a = " << a << endl;a = 200;cout << "lambda--&a " << &a << " a = " << a << endl;return name;};cout << fun("hello kitty") << endl;cout << "main-&a:" << &a << "  a = " << a << endl;return 0;
}

三、C++中的数据类型转换

3.1 概念

C++中存在多种数据类型的转换方式，用于在不同的数据类型之间进行转换。

3.2 种类

以下是常见的数据类型转换方式：

1>隐式类型转换（自动类型转换）

这是C++编译器自动执行的类型转换，通常在表达式中出现时发生。例如，将较小的整数转换为较大的整数类型，将整数提升为浮点数等。

int num_int = 10; double num_double = num_int; // 隐式将int转换为double

2>显示类型转换（强制类型转换）

通过使用强制类型转换操作符来显示执行类型转换。这种转换可能会导致数据的截断或者精度丢失，因此要小心使用。

（1）静态转换（static_cast）

用于基本数据类型之间的转换

以及父类指针/引用转换为子类指针/引用

还可以用于不同类型的指针之间的转换

double num_double = 3.14;
int num_int = static_cast<int>(num_double);  // 显式将double转换为int

（2）动态转换（dynamic_cast）

通常用于多态类之间的指针或引用类型转换，确保类型安全。在运行时进行类型检查，只能用于具有虚函数的类之间的转换

class Base {virtual void foo() {}
};
class Derived : public Base {};Base* base_ptr = new Derived;
Derived* derived_ptr = dynamic_cast<Derived*>(base_ptr);  // 显式将基类指针转换为派生类指针

（3）常量转换（const_cast）

用于添加或移除指针或引用的常量性。它可以用来去除const限定符，但要注意潜在的未定义行为

const int a =10; //
int *p;
p = &a; // 合不合法？   no

const int num_const = 5;
int* num_ptr = const_cast<int*>(&num_const);  // 去除const限定符

（4）重新解释转换（reinterpret_cast）

执行低级别的位模式转换，通常用于指针之间的类型转换。它可能导致未定义行为，因此要谨慎使用

int num = 42;
float* float_ptr = reinterpret_cast<float*>(&num);  // 重新解释转换

3> C风格类型转换

与C语言中的类型转换方式类似，包括以下几种：

c样式转换：使用强制类型转换操作符进行转换，类似与C语言中的类型转换
int num_int = 10;
double num_double = (double)num_int;  // C样式强制类型转换
函数样式转换（函数式转换）：使用C++中的类型转换函数进行转换
int num_int = 10;
double num_double = double(num_int);  // C++函数样式类型转换

需要注意的是，尽管C++提供了多种类型转换方式，但应该谨慎使用，以避免潜在的错误和问题。特别是在使用强制类型转换时，务必确保转换操作是安全的，以避免不必要的问题。

3.3 注意关键字总结

1> C++中一共有63个关键字，如上图所示，其中标红的为c语言中的关键字，有32个

：这是一个用于嵌入汇编语言代码的关键字。它允许你在C++代码中直接插入汇编指令，通常用于执行特定的底层操作。然而，由于现代C++提供了更强大的抽象和跨平台性，通常不建议使用这个关键字。

explicit

：这个关键字通常用于禁止隐式类型转换的发生。当一个构造函数被声明为explicit时，它将不会在隐式类型转换中被调用，只能在显式构造函数调用中使用。

export

：在C++中，export关键字用于指示一个模板的定义将在另一个文件中实例化。然而，在实际的C++标准中，export关键字的语法并未最终确认，并且在许多编译器中也未被实现。在C++20中，export被重新引入，但是它的主要用途是与模块化编程相关，而不是之前模板实例化的用法。

goto

：goto是一个跳转语句，允许你无条件地将程序的控制转移到指定的标签处。然而，由于使用goto会导致代码结构变得混乱和难以维护，现代编程实践通常建议避免使用它。

：在早期的C语言标准中，register关键字用于建议编译器将变量存储在寄存器中，以便提高访问速度。然而，现代编译器已经能够智能地管理寄存器分配，所以使用register关键字通常不再有明显的性能提升，并且在C++17中已被弃用。

volatile

：volatile关键字用于告诉编译器不要对标记为volatile的变量进行优化，因为这些变量的值可能会在未知的时间被外部因素改变，比如硬件中断或多线程环境中的共享变量。这可以防止编译器对这些变量的读取和写入操作进行优化，以确保程序的行为是可预测的。

2> 数据类型相关的关键字

bool、true、false：对于bool类型数据的相关处理，值为true和false

char、wchar_t:char是单字符数据，wchar_t多字符数据

int、short、float、double、long：整数和实数的数据类型

signed、unsigned：定义有符号和无符号数据的说明符

auto:在c语言中，是存储类型，但是在C++中，是类型自动推导，注意事项有两个：

i> 连续定义多个变量时，初始值必须是相同数据类型，否则报错

ii> auto p=&m; 与auto* p = &m;规定是一样

explicit：防止数据隐式转换

typedef:类型重定义

sizeof:求数据类型的字节运算

3> 语句相关的关键字

switch、case、default：实现多分支选择结构

do、while、for:循环相关的关键字

break、continue、goto:跳转语句

if、else:选择结构

inline:内联函数

return：函数返回值

4> 存储类型相关的关键字

static、const、volatile、register、extern、auto

5> 构造数据类型相关

struct、union：结构体和共用体

enum:枚举

class:类

6> 访问权限：public、protected、private

7> 异常处理：throw、try、catch

8> 类中相关使用关键字

this:指代自己的指针

friend:友元

virtual：虚

delete、default:对类的特殊成员函数的相关使用

例如：Test(const Test &) = default; ~Test() = delete;

mutable:取消常属性

using：引入数据，有三种使用方式

i> 使用命名空间的关键字

ii> 相当于类型重定义

iii> 修改子类中从父类继承下来成员的权限

operator:运算符重载关键字

9> 类型转换相关的关键字

static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast

10> 模板相关的关键字：template、typename

11> 命名空间相关：using、namespace

12> export:导入相关模板类使用

13> 内存分配和回收：new、delete

四、C++标准模板库（STL）

C++中的标准模板库（Standard Template Library）STL, 是标准库之一。

标准模板库中使用了大量的函数模板和类模板，来对数据结构和算法的处理。

STL主要由容器、算法、迭代器组成。

容器：置物之所也

数组、链表、队列、栈、集合。。。

算法：问题之解法也

增、删、改、查

迭代器：是容器和算法之间的粘合剂（≈≈ 指针）

4.1 vector容器

vector类似于数组，也可以称为单端数组。

vector和普通数组的区别，普通数组是静态空间，vector是动态拓展。

动态拓展：不是在原来空间后续接空间，而是重新申请更大的空间，将原来的数据拷贝到新的空间中。

4.2 vector的构造函数

函数原型：

vector v;//无参构造

vector(v.begin(),v.end()); //将区间[begin(),end()),拷贝给本身

vector(const vector& v); //将v拷贝给本身

vector(n, elem) ; //将n个elem拷贝给本身

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;//算法
void printVector(vector<int> &v)
{vector<int>::iterator iter; //定义了这样容器类型的迭代器for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++){cout << *iter << " ";}cout << endl;
}int main()
{//容器vector<int> v; //无参构造函数v.push_back(10); //尾插v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);//算法printVector(v);vector<int> v2(v.begin(),v.end());printVector(v2);vector<int> v3(6,100);printVector(v3);vector<int> v4 = v3;printVector(v4);vector<int> v5(v2);printVector(v5);return 0;
}

4.3 vector的赋值函数

函数原型：

vector& operator=(const vector &v);//将v赋值给本身

assign(beg,end); //将区间[begin(),end())赋值给本身

assign(n, elem); //将n个elem赋值给本身

4.4 vector的容量大小

函数原型：

empty(); //判断容器是否为空

capacity() ; //计算容器的容量大小

size(); //计算容器大小 ---- 容器的元素个数

resize(); //重新设置大小

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;//算法
void printVector(vector<int> &v)
{vector<int>::iterator iter; //定义了这样容器类型的迭代器for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++){cout << *iter << " ";}cout << endl;
}int main()
{//容器vector<int> v; //无参构造函数v.push_back(10); //尾插v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);//算法printVector(v);vector<int> v2(v.begin(),v.end());printVector(v2);vector<int> v3(6,100);printVector(v3);vector<int> v4 = v3;printVector(v4);vector<int> v5(v2);printVector(v5);vector<int> v6;v6 = v5;printVector(v6);v6.assign(v5.begin(),v5.end());printVector(v6);v6.assign(8,99);printVector(v6);if(v6.empty()){cout << "容器为空" << endl;}else{cout << "容器的容量大小：" << v6.capacity() << endl;cout << "容器的大小：" << v6.size() << endl;v6.resize(15);printVector(v6);}return 0;
}

4.5 vector的插入和删除

函数原型：

push_back(); //尾插

pop_back(); //尾删

insert(iterator pos,elem) //在迭代器指向的位置，插入数据

insert(iterator pos,n, elem) //在迭代器指向的位置，插入n个数据

erase(iterator pos); //删除迭代器指向元素

erase(iterator start, iterator end); //删除区间的元素

clear() ; //删除容器中所有的元素

4.6 vector的元素提取

函数原型：

at(int idx);

operator[](int idx);

front(); //返回第一个元素

back(); //返回最后一个元素

#include <iostream>
#include <vector>using namespace std;//算法
void printVector(vector<int> &v)
{vector<int>::iterator iter; //定义了这样容器类型的迭代器for(iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++){cout << *iter << " ";}cout << endl;
}int main()
{//容器vector<int> v; //无参构造函数v.push_back(10); //尾插v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);//算法printVector(v);//    v.pop_back();//尾删
//    printVector(v);//    v.insert(v.begin()+1,99);
//    printVector(v);//    v.insert(v.begin(),4,77);
//    printVector(v);//    v.erase(v.begin());
//    printVector(v);//    v.erase(v.begin(),v.end());
//    printVector(v);v.clear();printVector(v);cout << "------------------" <<endl;vector<int> vv;for(int i=0;i<5;i++){vv.push_back(i);}cout << vv.at(3) << endl;cout << vv[3] << endl;cout << vv.front() << endl;cout << vv.back() << endl;return 0;
}

五、list

5.1概念

功能：

将数据进行链式存储

链表(list) 是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。

链表的组成：

链表由一系列节点组成

节点的组成：

一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个节点地址的指针域

STL中的链表是一个双向链循环链表

list的优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list缺点：

链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外消耗比较大

5.2 list构造函数

函数原型：

list lst; //无参构造函数
list(beg, end); //构造函数将[begin,end)区间中对的元素拷贝给本身
list(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身
list(const list& l); //拷贝构造函数

5.3 list赋值和交换

函数原型：

assign(beg, end); //将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身
list& operator=(const list &lst); //重载赋值符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换

5.4 list大小操作

函数原型：

size(); //返回容器中元素的个数
empty(); //判断容器是否为空
resize(num); //重新指定容器的长度为um，若容器变长，则以默认值填充新空间

//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素则被删除
resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新空间

//如果容器变短，则末尾超出容器的元素被删除。

5.5 list插入和删除

函数原型：

push_back(); //尾部插入元素
pop_back(); //删除最后一个元素
push_front(elem); //在容器的开头插入一个元素
pop_front(); //在容器的开头删除一个元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count, ele); //迭代器指向位置pos 插入count个元素ele
insert(pos,beg, end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素
clear(); //删除容器中所有的元素
remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素。

5.6 list 数据存取

函数原型：

front(); //返回第一个元素
back(); //返回最后一个元素

六、文件操作

6.1 文件的作用

程序运行时产生的数据都是临时数据，程序一旦结束，数据就会消失

文件可以将数据持久化

文件相关操作的头文件 #include

文件操作的三大类：

读文件： ifstream

写文件：ofstream

读写：fstream

6.2 写入数据

1.包含头文件

#include

2.创建流对象

ofstream ofs;

3.打开文件

ofs.open("文件名",打开方式);

文件的打开方式

4.写入数据

ofs

5.关闭文件

ofs.close();

6.3 读文件

1.包含头文件

#include

2.创建流对象

ifstream ifs;

3.打开文件

ifs.open("文件名",打开方式);

4.读取数据

ifs >>

5.关闭文件

ifs.close();

#include <iostream>
#include <fstream>using namespace std;int main()
{//1包含头文件  //2创建流对象ofstream ofs;//3打开文件ofs.open("E:/ready_class/stu.txt",ios::out);//4写入数据ofs << "姓名：张三" << endl;ofs << "年龄：34"  << endl;//5关闭文件ofs.close();//1包含头文件//2创建流对象ifstream ifs;//3打开文件ifs.open("E:/ready_class/stu.txt",ios::in);//4读取数据char buff[1024];while(ifs>>buff){cout << buff << endl;}//5.关闭文件ifs.close();return 0;
}

试编程：

封装一个学生的类，定义一个学生这样类的vector容器, 里面存放学生对象（至少3个）

再把该容器中的对象，保存到文件中。

再把这些学生从文件中读取出来，放入另一个容器中并且遍历输出该容器里的学生。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
using namespace std;
class Student{
public:string name;int ID;string sex;
public:Student(){}Student(string n, int i, string s):name(n),ID(i),sex(s){}Student & operator=(const Student &other){name = other.name;ID = other.ID;sex = other.sex;return *this;}};ofstream &operator <<(ofstream &ofs, const Student &stu)
{ofs << stu.name << " " << stu.ID << " " << stu.sex;return ofs;
}ifstream &operator >>(ifstream &ifs, Student &stu)
{ifs >> stu.name >> stu.ID >> stu.sex;return ifs;
}ostream & operator<<(ostream &cout, const Student &stu)
{cout << stu.name << stu.ID << stu.sex << endl;return cout;
}int main()
{Student stu1("张三",1001,"男");Student stu2("李四",1002,"男");Student stu3("王五",1003,"男");vector <Student> v;v.push_back(stu1);v.push_back(stu2);v.push_back(stu3);ofstream ofs;ofs.open("C:\\Users\\29154\\Desktop\\23HQYJ\\C++\\ceshi.txt",ios::out);vector<Student>::iterator ite;for(ite = v.begin(); ite != v.end(); ite++){ofs << *ite << endl;}ofs.close();ifstream ifs;Student stu[100];vector <Student> v1;ifs.open("C:\\Users\\29154\\Desktop\\23HQYJ\\C++\\ceshi.txt",ios::in);int i = 0;while (ifs >> stu[i]) {v1.push_back(stu[i]);i++;}vector<Student>::iterator it;for(it = v1.begin(); it != v1.end(); it++){cout << *it << endl;}ifs.close();return 0;
}