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摘要：记录在使用C/C++时遇到的常见问题：友元，计时，cout与printf，结构体内存对齐，虚函数，派生类，auto关键字，指针的sizeof，短路求值，qsort与sort，类的拷贝构造&&等号赋值&&深拷贝&&浅拷贝，输入函数cin

关键字：C/C++

1. 友元

关于友元函数，可以看这篇文章：【C++基础之十】友元函数和友元类-偶尔e网事

文章里说的友元的缺点是破坏封装性比较好理解，友元的优点是提高程序运行效率这点我没有太想明白。（为什么我感觉友元的优点是让程序员能少写一点代码？）

文章最后提到友元不具有继承性和传递性，记一下就好。实际编程时，我还没有遇到使用友元的情况。

2. 计时

在调试程序的时候，我们经常需要记录某一段代码运行的时间。我一般是使用clock()来计时的。示例代码如下：

#include <ctime>    // 必须添加的头文件，C++是ctime，C是time.h

int main() {
    clock_t start = clock();        // clock_t 其实是long int
    for (int i=0; i<1000000; i++);  // 需要计时的程序段
    clock_t end = clock();
    double time_used = 1.0 * (end - start) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("程序用时： %.5f秒", time_used);

    return 0;
}

如果有过硬件开发经验的同学应该能明白，函数clock()获取的是滴答计数器的值。可以形象地理解：计算机的底层（或硬件或软件模拟）能不断地发出滴答声，并且滴答声的频率是稳定的，每秒发出CLOCKS_PER_SEC次滴答声。程序一开始运行，就有一个计数器启动，不断记录它听到的滴答声的次数。clock()获取到的就是这个计数器的值。clock() / CLOCKS_PER_SEC得到的就是从程序开始运行到当前经过几秒。

在我的电脑上，CLOCKS_PER_SEC=1000000，类型clock_t是long int的别名，在不同的硬件上，这些值不一定相同。

注意：这种计时方式有最大可计时时间。我们可以算一下，long int型最大为$2^{31}$，$2^{31} \div 1000000=2147$，2147秒大约是35分钟。也就是说程序运行后，每过大约35分钟，clock()取到的值会再次回到0。网上也有教程说最大计时时间为72分钟，可能是当成了unsigned long在算了。

3. cout与printf

cout比printf要方便一点，因为可以不用写格式控制字符串%d、%s等。重载运算符后也能让cout输出非基本类型的变量。

但是printf比cout在IO效率上要更高一些，当然也有方法可以弥补这点，可以看这篇文章：cin与scanf cout与printf效率问题

4. 结构体内存对齐

这个涉及到比较底层的问题，用来解释sizeof(结构体)得到的结果为什么和直观想的不一样。可以看这篇文章：如何理解 struct 的内存对齐？-Courtier的回答

注意，形似下方代码的东西不是普通结构体，是位域，它的内存占用分析更复杂，这里就不展开了：

struct bs   // 位域
{
　int a:8;  // 8表示占用8个bit
　int b:2;
　int c:6;
};

5. 虚函数

定义一个函数为虚函数，不代表函数为不被实现的函数。定义他为虚函数是为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数。

定义一个函数为纯虚函数，才代表函数没有被实现。纯虚函数定义如下：

1	virtual void fun()=0;

6. 关于派生类

公有继承的公有成员还是公有的，可以被访问
公有继承的私有成员不被继承，所以不能访问
公有继承的保护成员可以被类的方法访问，不能被对象访问
私有继承的公有成员会变成派生类的私有成员，也不能被访问

7. auto关键字

auto关键字在C++11以后有了不同于以前的含义。以前，auto关键字用来表示该变量是具有自动存储期的局部变量。如下面代码所示：

// C++11标准以前，auto关键字的用法
int a;  // 平时，auto关键字可省略
auto int a; // auto表示有自动存储期的局部变量，与上句效果相同
static int a;   // 静态变量没有自动存储器

C++11以后，auto表示该变量的类型由编译器推理。如下面代码所示：

1
2
3

// C++11标准以后
int a;  
auto b = a; // b没有类型，但编译器会自动推理出b的类型为int

新标准下的auto主要在定义STL的迭代器时用到，因为这些迭代器类型名字都太长了（比如std::vector<std::string>::iterator），使用auto关键字可以少打很多字。

8. 指针的sizeof

这其实是一个值得注意的地方，因为老教材通常默认是32位机器。32位程序，sizeof(指针)=4；64位程序，sizeof(指针)=8

#include <iostream>

int main() {
    int a = 0;
    int* p = &a;
    std::cout << sizeof(p) << std::endl;
    return 0;
}

9. 短路求值

在用到&&和||时会有短路求值的情况出现。比如下面的代码：

// && 的短路求值示例
// 先判断isClothes(a)，若为false，则不再判断isRed(a)
if (isClothes(a) && isRed(a)) {
    printf("a为红色衣服");
} else {
    printf("a不为红色衣服");    
}

在代码执行的效率上说，短路求值能避免一些无意义的计算，但是短路求值也会有坑。

假如函数isRed(a)会对全局变量进行操作，或者有指针操作，就会出现问题，比如下面的代码：

int red_count = 0;  // 全局变量，记录红色物品的数量

int main() {
    // && 的短路求值示例
    // 先判断isClothes(a)，若为false，则不再判断isRed(a)
    if (isClothes(a) && isRed(a)) {
        printf("a为红色衣服");
    } else {
        printf("a不为红色衣服");    
    }

    printf("\nred_count的值：%d", red_count);

    return 0;
}

// isRed函数的实现
bool isRed(object a) {
    if (a是红色) {
        ++red_count;
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

应该不难看出上述代码的问题出在red_count，由于短路求值，isRed(a)仅当isClothes(a)为true时执行，也就是说red_count只记录了红色衣服的数量，而我们本来是希望记录所有红色物体的数量的。

有可能会有同学说，上面的代码逻辑不规范，我自己写肯定不会这样统计红色物体数量。是的，一般都不会这么写代码，我这边这样写是为了说明短路求值会带来的问题。实际情况中，往往是涉及指针操作时会出现。

一些“简洁精妙”的代码，以“行数少”著称。它们&&和||两边的函数往往是精心设计，不能调换次序的。我们平时写代码的时候，没必要刻意追求“行数少”。如果“行数少”，但复杂度还和原来一样，那么这样的“行数少”有什么意义呢？反而造成阅读代码的困难。我们真正要追求的是复杂度的降低，和代码的易阅读性。

10. qsort与sort

qsort与sort都是C/C++中的排序函数，其中qsort属于库stdlib.h，sort属于库algorithm，它们都只能对连续内存的数据进行排序（比如数组等），对不连续内存的数据不能排序（比如链表）。

有关这两个函数的用法，请看：qsort函数、sort函数-JokerSmithWang的博客

11. 类的拷贝构造&&等号赋值&&深拷贝&&浅拷贝

这块内容需要一定的时间消化，参见：C++ 拷贝构造函数和赋值运算符-Brook的博客

12. 输入函数cin

平时读取字符串一直用的是std::cin >> str读入输入的，但是这种方式如果字符串里有空格，那么会把空格视为分隔符，把原字符串分成多个字符串。如果要实现读取带空格的字符串，可以使用std::cin.getline()，具体使用方式可以参见：C++输入cin,cin.get(),cin.getline()详细比较及例子-Mac Jiang的博客