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C语言与C++语言学习笔记

1. 全局变量与多个组成部分共享

全局变量可以在可被多个组成部分包含的头文件中定义，这一特性在编程时非常有用。它能够保证变量在各个模块之间保持一致。

2. 多线程应用中的输出问题

以下程序输出会经历多次fork()操作，导致缓冲区内容被复制多次：

int i;for (i = 0; i < 2; i++) {    fork();    printf("-");}

这个程序会执行6次printf调用，但只有2次实际输出。因为父进程的输出缓冲区会被子进程复制，导致多个进程同时writing到缓冲区，结果呈现以下情形：

• fork() // i=0
• printf("-") // buffer="-"
• fork() // i=1
• printf("-") // +1
• printf("-")
• printf("-") // fork() // i=1
• printf("-") // +1
• printf("-")

最终的结果共出现了8个“-”符号。

3. C++中类成员的特性

C++中，静态成员属于整个类而非单个对象，具有如下特点：

• 静态成员函数：在对象创建前即被分配内存，且只能访问静态成员。
• 静态成员的可修改性：所有对象均可修改其值，可以被共享。

静态成员的声明方式为static，而常量通常由final关键字声明，不可修改。

静态成员不具备多态性，无法通过多态实现。

4. 内存管理函数

以下内存分配函数是常用的：

• malloc()：在堆中分配内存，需使用free()释放。
• calloc()：与malloc类似，但初始化值为0。
• realloc()：扩容时使用，需确保新大小大于现有块大小。

内存分配类型：

• 栈alloc()：用于栈中的内存分配，无需释放。
• 堆malloc()：默认使用堆分配。

5. C++中不可被继承的成员函数

在C++类体系中，不可被派生类继承的成员函数包括：

• 构造函数（Constructor）
• 静态成员函数（Static member function）
• 非静态成员函数（Non-static member function）
• 赋值操作函数（Assignment operator）

构造函数与派生类继承规则：

• 派生类无需显式调用基类构造函数，但编译器会依据构造函数的参数进行调用。
• 默认构造函数仅在没有显式定义的情况下提供。

6. 静态变量特性

静态变量在程序执行周期内始终存在，使其在多个函数中使用成为可能。

7. 抽象类特点

抽象类由于无可实例化对象而成为基类，主要用途有：

• 实现多态性。
• 作为全局变量用于操作隐藏。

特征：

• 含有纯虚函数的类为抽象类。
• 抽象类不能实例化，需通过继承实现。

8. 转换类型

在C++中，不同转换类型的地位有所不同：

• reinterpret_cast：对任何类型的指针转换均可使用。
• static_cast：需程序员判断转换安全性。
• const_cast：用于常量与非常量的转换。
• dynamic_cast：对指针或引用进行安全性转换。

9. 二进制在C语言中的表示

C语言中的整数默认为二进制格式，例如：

int i = 1;  // 二进制：1static int mask = (~0) << 1;  // 十进制：2

十六进制表示需使用0x前缀。

10. 多线程i++安全性

多线程环境中的i++操作并不绝对原子性，因为内存操作分解为多个步骤：

• 取出内存值到寄存器加一。
• 写回修改后的值到内存。

因此在并发执行下，正确读取和写入顺序至关重要。如上文所述，最终i值可达最大值200和最小值2。

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