const的含義及實(shí)現(xiàn)機(jī)制

const名叫常量限定符，用來限定特定變量，以通知編譯器該變量是不可修改的。習(xí)慣性的使用const，可以避免在函數(shù)中對(duì)某些不應(yīng)修改的變量造成可能的改動(dòng)。

const修飾基本數(shù)據(jù)類型

• const修飾一般常量及數(shù)組
  基本數(shù)據(jù)類型，修飾符const可以用在類型說明符前，也可以用在類型說明符后，其結(jié)果是一樣的。在使用這些常量的時(shí)候，只要不改變這些常量的值便好。

• const修飾指針變量及引用變量&
  如果const位于星號(hào)的左側(cè)，則const就是用來修飾指針?biāo)赶虻淖兞?，即指針指向?yàn)槌Ａ浚?br> 如果const位于星號(hào)的右側(cè)，const就是修飾指針本身，即指針本身是常量。

const應(yīng)用到函數(shù)中

• 作為參數(shù)的const修飾符
  調(diào)用函數(shù)的時(shí)候，用相應(yīng)的變量初始化const常量，則在函數(shù)體中，按照const所修飾的部分進(jìn)行常量化,保護(hù)了原對(duì)象的屬性。
  [注意]：參數(shù)const通常用于參數(shù)為指針或引用的情況;

• 作為函數(shù)返回值的const修飾符
  聲明了返回值后，const按照"修飾原則"進(jìn)行修飾，起到相應(yīng)的保護(hù)作用。

• const在類中的用法
  不能在類聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員。正確的使用const實(shí)現(xiàn)方法為：const數(shù)據(jù)成員的初始化只能在類構(gòu)造函數(shù)的初始化表中進(jìn)行

• const 修飾類成員函數(shù)，其目的是防止成員函數(shù)修改被調(diào)用對(duì)象的值，如果我們不想修改一個(gè)調(diào)用對(duì)象的值，所有的成員函數(shù)都應(yīng)當(dāng)聲明為const成員函數(shù)。 其意義上是不能修改所在類的的任何變量。注意：const關(guān)鍵字不能與static關(guān)鍵字同時(shí)使用，因?yàn)閟tatic關(guān)鍵字修飾靜態(tài)成員函數(shù)，靜態(tài)成員函數(shù)不含有this指針，即不能實(shí)例化，const成員函數(shù)必須具體到某一實(shí)例。

• const修飾類對(duì)象，定義常量對(duì)象
  常量對(duì)象只能調(diào)用常量函數(shù)，別的成員函數(shù)都不能調(diào)用。
  http://www.cnblogs.com/wintergrass/archive/2011/04/15/2015020.html
  1）const成員函數(shù)可以訪問非const對(duì)象的非const數(shù)據(jù)成員、const數(shù)據(jù)成員，也可以訪問const對(duì)象內(nèi)的所有數(shù)據(jù)成員；
  2）非const成員函數(shù)可以訪問非const對(duì)象的非const數(shù)據(jù)成員、const數(shù)據(jù)成員，但不可以訪問const對(duì)象的任意數(shù)據(jù)成員；
  3）作為一種良好的編程風(fēng)格，在聲明一個(gè)成員函數(shù)時(shí)，若該成員函數(shù)并不對(duì)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行修改操作，應(yīng)盡可能將該成員函數(shù)聲明為const 成員函數(shù)。

static, const 和 static const 變量的初始化問題

• const 常量的在超出其作用域的時(shí)候會(huì)被釋放，但是 static 靜態(tài)變量在其作用域之外并沒有釋放，只是不能訪問。

• static 修飾的是靜態(tài)變量，靜態(tài)函數(shù)。對(duì)于類來說，靜態(tài)成員和靜態(tài)函數(shù)是屬于整個(gè)類的，而不是屬于對(duì)象?？梢酝ㄟ^類名來訪問，但是其作用域限制于包含它的文件中。

• static 變量在類內(nèi)部聲明，但是必須在類的外部進(jìn)行定義和初始化。

• const 常量在類內(nèi)部聲明，但是定義只能在構(gòu)造函數(shù)的初始化列表進(jìn)行。

虛函數(shù)： 虛函數(shù)的作用和實(shí)現(xiàn)原理，什么是虛函數(shù),有什么作用?

C++的多態(tài)分為靜態(tài)多態(tài)（編譯時(shí)多態(tài)）和動(dòng)態(tài)多態(tài)（運(yùn)行時(shí)多態(tài)）兩大類。靜態(tài)多態(tài)通過重載、模板來實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)多態(tài)就是通過本文的主角虛函數(shù)來體現(xiàn)的。

• 虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)原理：包括虛函數(shù)表、虛函數(shù)指針等
  虛函數(shù)就是對(duì)父類同名函數(shù)的重寫。在成員函數(shù)聲明前面加上virtual修飾，就變成了虛函數(shù)。調(diào)用函數(shù)的哪個(gè)版本只有在運(yùn)行時(shí)才能確定（動(dòng)態(tài)綁定），因此需要虛函數(shù)表，也就導(dǎo)致虛函數(shù)會(huì)比普通函數(shù)成員所花費(fèi)的時(shí)間和空間要多一些。
  虛函數(shù)的作用說白了就是：當(dāng)調(diào)用一個(gè)虛函數(shù)時(shí)，被執(zhí)行的代碼必須和調(diào)用函數(shù)的對(duì)象的動(dòng)態(tài)類型相一致。編譯器需要做的就是如何高效的實(shí)現(xiàn)提供這種特性。不同編譯器實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)也不相同。大多數(shù)編譯器通過vtbl（virtual table）和vptr（virtual table pointer）來實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)一個(gè)類聲明了虛函數(shù)或者繼承了虛函數(shù)，這個(gè)類就會(huì)有自己的vtbl。vtbl實(shí)際上就是一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，有的編譯器用的是鏈表，不過方法都是差不多。vtbl數(shù)組中的每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)函數(shù)指針指向該類的一個(gè)虛函數(shù)，同時(shí)該類的每一個(gè)對(duì)象都會(huì)包含一個(gè)vptr，vptr指向該vtbl的地址。

虛函數(shù)不能是構(gòu)造函數(shù)，不能是靜態(tài)函數(shù)，不能是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，可以是析構(gòu)函數(shù)。

• 結(jié)論：
  1）每個(gè)聲明了虛函數(shù)或者繼承了虛函數(shù)的類，都會(huì)有一個(gè)自己的vtbl，同時(shí)該類的每個(gè)對(duì)象都會(huì)包含一個(gè)vptr去指向該vtbl
  2）虛函數(shù)按照其聲明順序放于vtbl表中, vtbl數(shù)組中的每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)函數(shù)指針指向該類的虛函數(shù)
  3）如果子類覆蓋了父類的虛函數(shù)，將被放到了虛表中原來父類虛函數(shù)的位置
  4）在多繼承的情況下，每個(gè)父類都有自己的虛表。子類的成員函數(shù)被放到了第一個(gè)父類的表中

C++中引用和指針的區(qū)別

它們都是地址的概念，其中指針指向一塊內(nèi)存，它的內(nèi)容是所指內(nèi)存的地址；而引用是某塊內(nèi)存的別名，具體來說，指針是一個(gè)變量的地址，引用是一個(gè)變量的別名。
但它們的不同之處也很明顯，體現(xiàn)在以下方面：

• 指針是一個(gè)實(shí)體，而引用僅是個(gè)別名；
• 引用必須被初始化，指針不必；
• 引用只能在定義時(shí)被初始化一次，之后不可變；指針可以改變所指的對(duì)象；
• 可以有const指針，但是沒有const引用；
• 不存在指向空值的引用，但是存在指向空值的指針，即引用不能為空，指針可以為空；
• “sizeof 引用”得到的是所指向的變量（對(duì)象）的大小，而“sizeof 指針”得到的是指針本身（所指向的變量或?qū)ο蟮牡刂罚┑拇笮。?/li>
• 指針和引用的自增（++）運(yùn)算意義不一樣；
• 程序?yàn)橹羔樧兞糠峙鋬?nèi)存區(qū)域，而引用不需要分配內(nèi)存區(qū)域；

內(nèi)存分配：

• 內(nèi)存分配方式有三種：
  （1）從靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時(shí)候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)行期間都存在。例如全局變量，static變量。
  （2）在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時(shí)，函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。
  （3）從堆上分配，亦稱動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。 程序在運(yùn)行的時(shí)候用malloc或new申請(qǐng)任意多少的內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在何時(shí)用free或delete釋放內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的生存期由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。

STL原理及實(shí)現(xiàn)： STL各類型容器實(shí)現(xiàn)，STL共有六大組件

STL提供六大組件，彼此可以組合套用：

1. 容器（Containers）：各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如：序列式容器vector、list、deque、關(guān)聯(lián)式容器set、map、multiset、multimap。用來存放數(shù)據(jù)。從實(shí)現(xiàn)的角度來看，STL容器是一種class template。
2. 算法（algorithms）：各種常用算法，如：sort、search、copy、erase。從實(shí)現(xiàn)的角度來看，STL算法是一種 function template。注意一個(gè)問題：任何的一個(gè)STL算法，都需要獲得由一對(duì)迭代器所標(biāo)示的區(qū)間，用來表示操作范圍。這一對(duì)迭代器所標(biāo)示的區(qū)間都是前閉后開區(qū)間，例如[first, last)
3. 迭代器（iterators）：容器與算法之間的膠合劑，是所謂的“泛型指針”。共有五種類型，以及其他衍生變化。從實(shí)現(xiàn)的角度來看，迭代器是一種將 operator*、operator->、operator++、operator- - 等指針相關(guān)操作進(jìn)行重載的class template。所有STL容器都有自己專屬的迭代器，只有容器本身才知道如何遍歷自己的元素。原生指針(native pointer)也是一種迭代器。
4. 仿函數(shù)（functors）：行為類似函數(shù)，可作為算法的某種策略（policy）。從實(shí)現(xiàn)的角度來看，仿函數(shù)是一種重載了operator（）的class或class template。一般的函數(shù)指針也可視為狹義的仿函數(shù)。
5. 配接器（adapters）：一種用來修飾容器、仿函數(shù)、迭代器接口的東西。例如：STL提供的queue 和 stack，雖然看似容器，但其實(shí)只能算是一種容器配接器，因?yàn)樗鼈兊牡撞客耆柚鷇eque，所有操作都由底層的deque供應(yīng)。改變 functors接口者，稱為function adapter；改變 container 接口者，稱為container adapter；改變iterator接口者，稱為iterator adapter。
6. 配置器（allocators）：負(fù)責(zé)空間配置與管理。從實(shí)現(xiàn)的角度來看，配置器是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)空間配置、空間管理、空間釋放的class template。

這六大組件的交互關(guān)系：container（容器） 通過 allocator（配置器） 取得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間，algorithm（算法）通過 iterator（迭代器）存取 container（容器） 內(nèi)容，functor（仿函數(shù)） 可以協(xié)助 algorithm（算法） 完成不同的策略變化，adapter（配接器） 可以修飾或套接 functor（仿函數(shù)）

• 序列式容器：

1. vector-數(shù)組，元素不夠時(shí)再重新分配內(nèi)存，拷貝原來數(shù)組的元素到新分配的數(shù)組中。
2. list－單鏈表。
3. deque-分配中央控制器map(并非map容器)，map記錄著一系列的固定長度的數(shù)組的地址.記住這個(gè)map僅僅保存的是數(shù)組的地址,真正的數(shù)據(jù)在數(shù)組中存放著.deque先從map中央的位置(因?yàn)殡p向隊(duì)列，前后都可以插入元素)找到一個(gè)數(shù)組地址，向該數(shù)組中放入數(shù)據(jù)，數(shù)組不夠時(shí)繼續(xù)在map中找空閑的數(shù)組來存數(shù)據(jù)。當(dāng)map也不夠時(shí)重新分配內(nèi)存當(dāng)作新的map,把原來map中的內(nèi)容copy的新map中。所以使用deque的復(fù)雜度要大于vector，盡量使用vector。
4. stack-基于deque。
5. queue-基于deque。
6. heap-完全二叉樹，使用最大堆排序，以數(shù)組(vector)的形式存放。
7. priority_queue-基于heap。
8. slist-雙向鏈表。

• 關(guān)聯(lián)式容器：
  • set,map,multiset,multimap-基于紅黑樹(RB-tree)，一種加上了額外平衡條件的二叉搜索樹。
  • hash table-散列表。將待存數(shù)據(jù)的key經(jīng)過映射函數(shù)變成一個(gè)數(shù)組(一般是vector)的索引，例如：數(shù)據(jù)的key%數(shù)組的大?。綌?shù)組的索引(一般文本通過算法也可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字)，然后將數(shù)據(jù)當(dāng)作此索引的數(shù)組元素。有些數(shù)據(jù)的key經(jīng)過算法的轉(zhuǎn)換可能是同一個(gè)數(shù)組的索引值(碰撞問題，可以用線性探測(cè)，二次探測(cè)來解決)，STL是用開鏈的方法來解決的，每一個(gè)數(shù)組的元素維護(hù)一個(gè)list，他把相同索引值的數(shù)據(jù)存入一個(gè)list，這樣當(dāng)list比較短時(shí)執(zhí)行刪除，插入，搜索等算法比較快。
  • hash_map,hash_set,hash_multiset,hash_multimap-基于hashtable。