part-02 C++知识总结（类型转换）

一.C++四大类型转换

在C++中，有四种主要的类型转换方式：

1. 隐式转换（Implicit Conversion）： 隐式转换是由编译器自动执行的类型转换，在某些情况下，编译器会自动将一种类型转换为另一种类型。例如，将一个较小的整数类型赋值给一个较大的整数类型，或将一个派生类对象赋值给一个基类引用。

2. 显式转换（Explicit Conversion）： 显式转换是通过使用特定的语法来进行类型转换。C++提供了以下四种显式转换操作符：

   • static_cast：用于基本类型之间的转换，以及具有继承关系的类型之间的转换。
   • dynamic_cast：用于在继承关系中进行运行时类型检查和转换。
   • const_cast：用于去除常量属性、添加常量属性以及转换指针或引用的底层const属性。
   • reinterpret_cast：用于将一个指针或引用转换为其他类型的指针或引用，通常用于进行底层的位模式转换。

3. C 风格转换（C-style Cast）： C 风格转换是一种旧式的类型转换方式，在 C++ 中仍然有效，但不推荐使用。它可以将一种类型强制转换为另一种类型，类似于 C 语言中的强制类型转换。C 风格转换可以用于执行与 static_cast、const_cast、reinterpret_cast 和 dynamic_cast 等转换相似的功能，但是它具有更大的风险，因为它的功能更加不明确且难以控制。

4. 用户定义的类型转换（User-defined Type Conversions）： 用户可以通过重载特定的运算符或定义转换函数来自定义类型转换。这种类型转换称为用户定义的类型转换，它允许在用户自定义的类型之间进行类型转换。

这些类型转换方式提供了不同的灵活性和安全性，具体使用哪种类型转换需要根据具体情况和需求来选择。在进行类型转换时，应该尽量避免过度使用和滥用类型转换，确保类型转换的安全性和可读性。

显示转换：

1.const_cast：用于去除const和volatile属性。

const_cast(expression)，例如const_cast(ptr)可以去除指针ptr的const属性。

2.static_cast：用于静态类型转换（大多数常见的转换操作都可以使用static_cast完成）。

static_cast的语法：

static_cast<目标类型>(表达式)

（1）基本数据类型之间的转换

int a = 42;
double b = static_cast<double>(a);

 （2）子类指针向基类指针的转换

class A{
}
class B:public:A{
}
 
B*b=new B();
A*a=static_cast(b);

 注意：这种转换只在派生类转换到基类中有效

（3）空指针的类型转换

int* ptr = static_cast<int*>(nullptr);

尽管nullptr本身就是空指针的字面值，但在某些上下文中，编译器可能无法推断出需要的指针类型。因此，通过使用static_cast进行强制转换，可以明确告诉编译器将nullptr转换为int*类型的指针。

这通常在以下情况下使用：

1. 当需要将一个空指针赋值给一个特定类型的指针变量时，例如在初始化指针或进行复制/赋值操作时。
2. 当调用期望接受特定类型指针参数的函数时，可以将nullptr转换为该类型的指针并传递给函数。

需要注意的是，在使用static_cast将nullptr转换为指针类型时，请确保目标指针类型是有效的，并且可以安全地使用它来执行后续操作，以避免未定义行为。

（4）强制转换为枚举类型

enum class Color {
     RED,
     GREEN,
     BLUE 
};
int value = 1;
Color color = static_cast(value);

这里将 int 类型的 value 转换成了 枚举类型Color。

3.dynamic_cast：用于在继承层次结构中进行安全的向下转型。

dynamic_cast(expression)，例如dynamic_cast(basePtr)将基类指针basePtr转换为派生类指针。

4.reinterpret_cast：用于进行不相关类型之间的转换，通常用于将指针或引用重新解释为其他类型。

reinterpret_cast(expression)，例如reinterpret_cast(ptr)将指针ptr转换为整型指针。

        需要注意的是，在使用类型转换函数时要小心潜在的风险和副作用。应确保转换操作是安全和合理的，并避免滥用类型转换。

二.程序能够在多种系统平台上运行是依赖什么？

程序能够在多种系统平台上运行是依赖于跨平台技术或者可移植性的支持。下面介绍一些常见的实现方式：

1. 编写跨平台代码：采用编程语言和框架，如Java、Python、C++等，这些语言和框架具有跨平台特性，可以在不同的系统上运行。

2. 虚拟机技术：通过在不同操作系统上安装虚拟机软件（如VMware、VirtualBox等），将程序打包成虚拟机镜像，从而实现在各个操作系统上运行。

3. 容器化技术：使用容器化技术，如Docker，将程序及其依赖项封装成容器，使得程序可以在不同的操作系统上以相同的方式运行。

4. Web应用/云服务：使用Web技术开发应用程序，通过浏览器访问，减少对底层操作系统的依赖，从而实现多平台兼容。

5. 跨平台开发工具：有一些专门针对跨平台开发的工具和框架，如React Native、Flutter等，它们可以使用统一的代码库来生成适用于不同平台的应用程序。

总的来说，要实现程序在多个系统平台上运行，需要选择合适的技术和工具，编写具有跨平台特性的代码或者利用虚拟化、容器化等技术手段来实现程序的可移植性。

三.UML应用在哪方面？

UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统建模的标准化图形化工具。它提供了一套丰富的符号和语法规则，用于描述和可视化系统的结构、行为和交互。

UML用于以下主要目的：

1. 分析和设计：UML可以作为软件开发过程中的工具，帮助分析和设计系统的架构、组件、类、对象、关系等。通过使用UML，开发人员能够更好地理解系统的需求，并在早期阶段进行问题识别、决策制定和设计验证。

2. 通信与交流：UML提供了一种通用的语言和图形符号，使得软件开发团队成员、业务用户、项目经理等可以更加清晰地交流和理解系统设计。通过使用UML图表，可以以图形方式呈现设计概念、结构和行为，方便各方之间的沟通与协作。

3. 文档编写：UML图表可以用于生成系统设计和文档，帮助记录和传达软件系统的设计细节、功能需求、接口规范等信息。这些文档对于后续的开发、测试、维护和知识传承都非常有价值。

4. 代码生成：有些UML建模工具支持将UML图转化为代码的功能，通过自动代码生成可以减少手工编码的工作量和错误率。这些工具能够根据UML图中的类、关联、操作等元素，生成相应的程序代码框架。

总之，UML是用于软件开发过程中的建模语言，它可以帮助开发者更好地分析、设计、交流和文档化软件系统。同时，UML还可以辅助代码生成和验证设计的正确性。

四.同步调用和异步调用？

同步调用（Synchronous Call）和异步调用（Asynchronous Call）是在程序中进行函数或方法调用时，用于描述调用方式和执行方式的两个概念。

1. 同步调用：在同步调用中，调用者发起调用后会一直等待被调用方法的执行完成，并在得到结果之后继续执行后续代码。在同步调用中，调用者需要主动阻塞等待被调用方法的返回结果。

2. 异步调用：在异步调用中，调用者发起调用后不会立即等待被调用方法的执行完成，而是继续执行后续代码。被调用方法会在后台独立地执行，并且可以通过回调、轮询或事件通知等方式通知调用者执行完成或返回结果。

异步调用的优势在于能够提高系统的并发性和响应性，特别适用于处理耗时操作或需要等待外部资源的情况。通过异步调用，可以将耗时的操作交给其他线程或进程来处理，避免阻塞主线程，提高系统的吞吐量和响应速度。

需要注意的是，在异步调用中，由于调用者和被调用者是并行执行的，因此无法立即获取到被调用方法的结果。需要借助回调函数、Future/Promise对象等方式来处理异步调用的结果。

选择同步调用还是异步调用，取决于具体的应用场景和需求。同步调用适用于简单、快速的操作，而异步调用则适用于耗时、需要并发处理的操作。

 五.令牌环？

令牌环（Token Ring）是一种用于实现分布式系统中资源访问控制的算法或协议。它基于令牌传递的概念，通过使用一个特殊的令牌在节点之间进行传递，实现对资源的独占性和顺序访问的控制。

在令牌环中，所有参与节点按照特定的顺序组成一个环状结构。一个特殊的令牌在环中以固定的顺序循环传递。只有拥有令牌的节点才能够访问共享资源，当一个节点完成对资源的访问后，将令牌传递给下一个节点，以此类推。

令牌环算法可以用于解决分布式系统中资源竞争和并发访问的问题。它确保每个节点在获得令牌之后才能执行关键操作或访问共享资源，从而实现了资源的独占性和顺序访问。

然而，令牌环算法也存在一些限制和挑战。例如，如果一个节点故障或离线，可能会导致令牌无法传递，从而影响整个系统的可用性。此外，如果节点数量过多或网络延迟较高，令牌传递可能会引入较大的延迟。

总之，令牌环是一种用于实现分布式系统资源访问控制的算法或协议，通过使用令牌在节点之间进行传递，确保资源的独占性和顺序访问。它可以在某些场景下提供简单有效的解决方案，但也需要根据具体情况考虑其局限性和适用性。

六.float/double所占字节分别是多少？其余类型呢？

 七.友元函数和友元类的情况

友元函数和友元类是C++中的概念，用于在类之间进行特殊的访问权限控制。

友元函数（Friend Function）是指在一个类中声明的非成员函数，该函数被授权可以访问该类的私有成员和保护成员。通过将函数声明为友元函数，可以在不违反封装原则的情况下，使其能够直接访问类的私有成员。友元函数可以在类内或类外进行声明和定义。

class MyClass {
private:
    int privateData;
 
public:
    MyClass(int data) : privateData(data) {}
 
    friend void friendFunction(MyClass obj);
};
 
void friendFunction(MyClass obj) {
    cout << "Accessing private data of MyClass: " << obj.privateData << endl;
}
 
int main() {
    MyClass obj(42);
    friendFunction(obj); // 调用友元函数
    return 0;
}

友元类（Friend Class）是指在一个类中声明的其他类，该类被授权可以访问声明它为友元的类的私有成员和保护成员。通过将类声明为友元类，可以实现类之间的更广泛的信息交流和访问权限。友元类的声明通常放在类定义中的 private 或 protected 部分。

class FriendClass {
public:
    void accessPrivateData(MyClass obj) {
        cout << "Accessing private data of MyClass: " << obj.privateData << endl;
    }
};
 
class MyClass {
private:
    int privateData;
 
    friend class FriendClass; // 声明FriendClass为友元类
 
public:
    MyClass(int data) : privateData(data) {}
};
 
int main() {
    MyClass obj(42);
    FriendClass fc;
    fc.accessPrivateData(obj); // FriendClass通过友元关系访问MyClass的私有成员
    return 0;
}

注意：

• 友元关系不能被继承
• 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看是否有相应声明。
• 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是类B的友元，类C不一定是类A的友元，要看是否有相应声明。

七.深拷贝和浅拷贝

1.深拷贝（Deep Copy）和浅拷贝（Shallow Copy）是在进行对象拷贝时使用的两种不同的方式。深拷贝是指将一个对象的值以及其指向的数据都复制到另一个对象中，即重新分配一块新的内存空间，并将原对象的值复制到新的内存空间中。这样就可以实现两个对象的完全独立，互不影响。

teacher(const teacher& P)
{
	age = P.age;
	Height = new int(*P.Height);//深拷贝操作，自己在堆区重新申请一块内存，释放时不会冲突
}
~teacher()
{
	if (Height != NULL)
	{
		cout << "析构函数" << endl;
		delete Height;
		Height = NULL;
	}
}
 
 
void test02()
{
	teacher S1(20, 175);
	
	teacher S2(S1);
	S2.age = 23;
	cout << "S2的身高为：" << *S2.Height << endl; cout << "S2的年龄为：" << S2.age << endl;
	cout << "S1的身高为：" << *S1.Height << endl; cout << "S1的年龄为：" << S1.age << endl;
}

2.浅拷贝是指将一个对象的值复制到另一个对象中，对于指针类型的成员变量，只会复制指针的地址而不是复制指针指向的数据。这意味着原对象和新对象会共享同一块内存空间，当其中一个对象修改了该内存空间中的数据时，另一个对象也会受到影响。

teacher(const teacher& P)
{
	age = P.age;
	Height = P.Height;  //浅拷贝操作，并没有重新在堆区申请内存，释放时会冲突
}
~teacher()
{
	if (Height != NULL)
	{
		cout << "析构函数" << endl;
		delete Height;
		Height = NULL;
	}
}
 
void test02()
{
	teacher S1(20, 175);
	
	teacher S2(S1);
	S2.age = 23;
	cout << "S2的身高为：" << *S2.Height << endl; cout << "S2的年龄为：" << S2.age << endl;
	cout << "S1的身高为：" << *S1.Height << endl; cout << "S1的年龄为：" << S1.age << endl;
}

 

八.模板和泛型的区别

• 模板是在编译时进行实例化的，而泛型是在运行时进行实例化的
• 模板可以用于实现通用的数据结构和算法，而泛型可以用于实现通用的类和函数
• 模板可以用于实现泛型编程，而泛型可以用于实现模板编程

九.模板类的作用

C++模板类的作用是实现泛型编程，即编写一个通用的类或函数，可以适用于多种不同的数据类型。使用模板类可以避免重复编写相似的代码，提高代码的复用性和可维护性。

在C++中，模板类通常由两部分组成：模板声明和模板定义。模板声明指定了模板参数，而模板定义则实现了具体的功能。在使用模板类时，需要为每个要使用的类型提供一个对应的模板参数。

template <typename T>
class MyClass {
public:
    void setValue(T value) {
        this->value = value;
    }
 
    T getValue() const {
        return value;
    }
 
private:
    T value;
};