文章目录 11. C++编译过程 12. const vs #define 13. C++内存分区 14. C++变量作用域 15. C++类型转换 16. 函数指针 17. 悬空指针 vs 野指针 18. 为什么使用空指针，建议使用nullptr而不是NULL？
预处理：处理以#开头的预处理指令，比如#include和#define等。 编译：将预处理后的源文件转汇编代码。 汇编：将汇编代码转机器指令，生成目标文件。 链接：将目标文件与相应的库文件进行链接，生成可执行文件。
# define MAX_SIZE 100 const int value = 50 ; 处理阶段： #define在预处理阶段进行替换。 const在编译阶段确定其值。 类型安全： #define只是简单的字符串替换，不进行类型检查，存在隐患。 const有数据类型，在编译时进行类型检查。 存储方式： #define有多少次替换，在内存中有多少个拷贝。 const分配内存空间，且在程序运行过程中内存只有一个拷贝。 调试信息： #define只是替换，不会产生调试信息。 const被视为变量，可以产生调试信息。如下图。 全局const存储在常量区，无法通过指针修改。 局部const存储在栈区，是一个“假”常量，始终是一个变量，只是编译时进行语法检查，发现代码有对const修饰的变量修改时则报错。本质上时可以修改的，利用指针获取变量地址，强制将const属性修饰去掉，就可以修改对应内容，【注意】 会造成未定义行为。代码如下。 void print ( const int & a)
{ cout << a << endl;
} int main ( ) { const int num = 50 ; int * p = const_cast < int * > ( & num) ; * p = 20 ; print ( num) ; return 0 ;
}
分析：当print()函数的参数是引用或指针时，会传入修改后的const内容，而不会因为编译器的优化，即常量折叠，在编译时就替换。这是不当的操作。 堆：用于动态分配内存，使用new或malloc手动分配，使用delete或free手动释放，注意内存泄漏的问题。 栈：存储局部变量和函数调用的控制信息，如返回地址、参数、局部变量等，由系统自动分配和释放。 全局区：存放全局变量、静态变量，程序结束后由系统释放。 常量区：存放字符串常量等，程序结束后由系统释放。 代码区：存放程序的二进制代码。 全局变量属于进程作用域，在整个进程中都可以访问到。 静态变量属于文件作用域，在当前源码文件内可以访问到。 局部变量属于函数作用域，在函数内可以访问到。 在’{ }'语句块内定义的变量属于块作用域，只能在该块内访问。 相同：程序执行前就存在了，即在编译期就已经确定了地址。通过立即数访问。 不同：作用域和内存分配 常量 全局常量，存放在常量区（只读数据段），整个文件内都可以访问到。 局部常量，存放在栈区，在函数内可以访问到。 全局变量，存放在全局区（可读写数据段），整个文件内都可以访问到。 静态变量 全局静态变量，存放在全局区（可读写数据段），当前文件内可以访问到。 局部静态变量，存放在全局区（可读写数据段），在函数内可以访问到。 隐式类型转换由编译器自动完成 char，short——>int——>unsigned——>long——>double float ——>double 显式类型转换手工强制完成 使用（） 标准转型操作符，能够避免许多任意转型引起的潜在错误，如下。 const_cast：去除或添加const、volatile属性。 int num = 42 ;
const int * p = const_cast < const int * > ( & num) ;
static_cast：用于常规类型转换，如数值之间的转换、指针或引用之间的转换。 double d = 3.14 ;
int i = static_cast < int > ( d) ;
dynamic_cast：用于多态对象（即存在虚函数的对象）间类型转换，将基类指针或引用转换为子类指针或引用，从而访问子类特有的成员函数。【注意】 引用转型失败会抛异常”bad_cast“；指针转型失败会返回一个空指针，如果漏写检查代码（assert/if语句）会导致安全隐患。 class Draw
{
public : virtual ~ Draw ( ) { } virtual void drawLen ( ) = 0 ;
} ; class Circle : public Draw {
private : double radius; public : Circle ( double r) : radius ( r) { } ~ Circle ( ) { printf ( "%s%f\n" , "Delete circle with radius " , radius) ; } void getDescription ( ) { printf ( "%s%f\n" , "Circle with radius " , radius) ; } void drawLen ( ) { printf ( "%s%f\n" , "Circle with len " , 2 * 3.14 * radius) ; }
} ; int main ( )
{ Draw* d = new Circle ( 5 ) ; d-> drawLen ( ) ; Circle* c = dynamic_cast < Circle* > ( d) ; if ( c!= nullptr ) c-> getDescription ( ) ; delete d; return 0 ;
} reinterpret_cast：对目标的内存二进制位进行低层次的重新解释。如将指针转换为整数、不同类型的指针之间的转换。【注意】 它会忽略指针类型和数据之间的任何差异，存在安全隐患，因此需要谨慎使用。 int num = 20 ;
double * d = reinterpret_cast < double * > ( & num) ;
函数调用是直接调用的；而函数指针是先取出指针的值（函数地址）再调用，是间接调用的。 应用场景 实现回调函数，比如在图形用户界面中，可以使用函数指针指定按钮点击事件的响应函数。 把函数指针当形参传递给某些具有通用功能的模块，并封装成接口来提高代码的灵活性，方便后期维护。 可以在排序和搜索算法中，使用函数指针提供自定义的比较逻辑，比如升序、降序，如下。 # include <iostream> # include <vector> using namespace std;
using CompareFunction = bool ( * ) ( int , int ) ;
void bubbleSort ( vector< int > & arr, CompareFunction compare) { int n = arr. size ( ) ; for ( int i = 0 ; i < n - 1 ; ++ i) for ( int j = 0 ; j < n - i - 1 ; ++ j) if ( compare ( arr[ j] , arr[ j + 1 ] ) ) swap ( arr[ j] , arr[ j + 1 ] ) ;
}
bool ascending ( int a, int b) { return a > b; }
bool descending ( int a, int b) { return a < b; } int main ( )
{ vector< int > numbers = { 5 , 2 , 8 , 1 , 4 } ; cout << "Ascending order:" << std:: endl; bubbleSort ( numbers, ascending) ; for ( auto && u : numbers) { cout << u << " " ; } cout << endl << "Descending order:" << endl; bubbleSort ( numbers, descending) ; for ( auto && u : numbers) { cout << u << " " ; } return 0 ;
}
程序执行结果，如下图。 悬空指针：当指向的内存被释放后，指针没有被及时置空。【注意】 访问悬空指针会导致未定义行为，如下。 int * ptr = new int ( 42 ) ;
delete ptr; * ptr = 20 ;
野指针：指针没有被初始化。【注意】 野指针的值是不确定的，可能指向任意的内存地址，访问野指针会导致未定义行为，如下。 int * ptr; * ptr = 20 ;
nullptr是空指针常量，可以隐式转换成任意指针类型，但不会自动转换为整数类型；而NULL是宏，整数类型，【注意】 可能会导致类型安全问题，如下。 void f ( int a) { cout << "parameter int" << endl; } void f ( void * a) { cout << "parameter void*" << endl; } int main ( ) { f ( NULL ) ; f ( nullptr ) ; return 0 ;
} 
