重学C++系列(九)C++软件设计

软件设计模式

面向对象常见有23中设计模式。

单例模式

实现思路

Singleton拥有一个私有构造函数，确保用户无法通过new直接实例它。
包含一个静态私有成员变量instance与静态公有方法Instance()。

#include <iostream>

class Singleton {
public:
    // 静态的方法才能访问静态的变量
    // 所以需要static修饰
    static const Singleton* getInstance();
    static void DoSomething(){
        std::cout<< "doSomething" << std::endl;
    }
// 将构造函数和析构函数私有化，防止外部访问
private:
    Singleton();
    ~Singleton();
    // 使用静态变量来帮助解决资源分配和释放
    // static修饰的变量存放在全局区域
    // 不使用此变量就需要考虑分配到栈上还是堆上，同时也需要考虑分配和释放的问题
    static Singleton* This;
};

#include "Singleton.h"
// 先定义一下，不然编译会报错
Singleton* Singleton::This = NULL;

// 饿汉式
//Singleton* Singleton::This = new Singleton();

Singleton::Singleton() {
    std::cout << "Singleton" << std::endl;
}

Singleton::~Singleton() {

}

// 实现的时候不需要加static
const Singleton *Singleton::getInstance() {
    if (!This){
        std::cout<< "getInstance" << std::endl;
       This = new Singleton();
    }
    return This;
}

void*，NULL和nullptr

在c语言中用来标记NULL，void *表示任意类型的指针

#define NULL ((void *) 0)

在c++中

#ifdef NULL
    #if def __cplusplus
        #define NULL 0
    #else
        #define NULL ((void *)0)
    #endif
#endif

在c++ 11中，nullptr用来替代(void*)0, NULL则只表示0

类型转换

C类型转换隐式转换： double f = 1.0 / 2;

显示类型转换： (类型说明符)(表达式) 比如：double f = double(1) / double(2)

C的类型转换，任意类型之间都可以转换，比那一期无法判断其正确性

C++类型转换

const_cast: 用于转换指针或引用强制转换, 去掉类型的const属性

cont int a = 10;
int *A = const_cast<int*>(&a);

reinterpret_cast: 重新解释类型，即不检查指向的内容，也不检查指针类型本身。但要求转换前后的类型所占内存大小一致，否则会引编译错误。

char Test(){
    char i = 1;
    cout<< i << " xxx "<< endl;
    return i;
}

int main() {
    typedef void(*FuncPtr)(int ,double );
    FuncPtr  funcPtr;
    funcPtr = reinterpret_cast<FuncPtr>(&Test);

    funcPtr(1,1.0);
    return 0; // text 代码区
}

static_cast: 用于基本类型转换，有继承关系类对象和类指针之间转换，由程序员来确保转换是安全的，它不会产生动态转换的类型安全检查的开销

int i = 5;
double d = static_cast<double>(i);
double d2 = 5.6;
int i2 = static_cast<int>(d2);
cout << d <<endl; // 5
cout << i2 <<endl; // 5

dynamic_cast: 只能用于含有虚函数的类，必须用在多态体系中，用于类层次间的向上和向下转化；向下转化时，如果是非法的,返回NULL；

泛型编程

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
T Max(T a, T b){
    return a >b ? a:b;
}
int main() {
    cout << Max(1,2) << endl;
    cout << Max(5.4,2.3) << endl;
    return 0; // text 代码区
}

递推

#include <iostream>
using namespace std;
// 递推 计算的过程在编译期完成
template<int n>
struct Sum{
    enum Value {N = Sum<n-1>::N +n};
};
template<>
struct Sum<1>{
    enum Value {N = 1}; // n =1
};
int main() {
    cout << Sum<100>::N << endl;
    return 0; // text 代码区
}