华为C++培训教程.docx

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1、附件三：教材模板说明：一、为便于保存和管理，各类培训教材均采用合订本。二、教材结构：各类培训教材由教材封面、前言、课程目录、单门课程教材和封底五部分构成。三、教材封面：1、封面颜色：教材封面为彩色，工作基本常识教材为深蓝色，技术基础知识教材为草绿色，管理基础知识教材为浅蓝色，营销基础知识教材为墨绿色。2、教材名称：采用“工作基本常识”“技术基础知识”“管理基础知识”“营销基础知识”，字体为隶书，黑体，60号。3、其他标识：员工培训中心编辑采用宋体、黑体、三号，位于教材名称下面；华为技术有限公司采用宋体、黑体、小二，位于底端；华为标识位于华为技术有限公司和员工培训中心编辑之间；右上角为保密标识，

2、楷体，黑体，四号。四、教材封底：教材封底包括教材名称、华为技术有限公司员工培训中心和时间、版本号，位于页面的右下角。五、前舌：教材前言为各类培训的目的、课程门类、特点、主要内容的简介。六、课程目录：为各门课程排列顺序的目录，统一编排页码，便于学员查找。七、单门课程教材:各单门课程教材由课程封面、章节目录、章节内容、学习要求、思考题、参考资料和相关网站组成。1、课程封面：课程封面为彩色，课程名称为隶书、60号、黑体、黑色，左上角为课程编码。2、章节目录：为宋体、小四、黑色3、章节内容：(1)标题：章节目分别以“第一章、第二章、第三章”“1.1、1.2、1.3和“(1)(2)(3)”来表示。章为宋

3、体、小二、黑体，节为宋体、四号、黑体，目为宋体、小四、黑体。(2)文字；每四个小时的培训课程，字数控制在1000020000字之间。教材文字一般为宋体、小四、黑色，行间距为一行半。(3)内容：章节内容要有完整的理论体系，不能成为授课胶片的翻版。4、学习要求：每章标题下面为本章的学习要求，以明确本章要掌握的要点。文字为楷体、小四。5、思考题：每章最后要有思考题，以便帮助学员复习、思考。6、参考资料和相关网站：有参考资料和相关网站的要附在课程后面，以便帮助学员查阅。内部资料，注意保密华为技术C+中级培训教程员工培训中心编辑2005年6月 VLO华为技术有限公司前言C+语言中级教材讲授C+语言的运用

4、技术，包括：类、对象之间的关系、对象的存储与布局、运算符重载、智能指针、仿函数、泛型编程，C+模式设计基本思想。NE002009cVl.0业务与软件C+语言项目C+进阶第一章类、接口71.1Handle-Body 与接口、抽象接口71.2多继承、与菱形缺陷、this跳转1.3C+多态的两种多态形式和区别18第二章重载182.1 函数重载192.2 运算符重载20第三章模板293.1 模块函数293.2 模块类313.3 STL标准模板库34附录：参考资料39前B我们在C+基础课程中已经了解了C+的一些基本概念，知道了什么是类什么是对象。也了解了继承、封装、多态等C+面向对象的基本特征，本课程主

5、要是更进一步探讨一下C+一些基本模型的应用，加深对概念的理解，由于课程时间有限，C+,模型和内容又如此之多，对任何一个模型都无法深入进去，所以只能泛泛而谈。第一章类、接口学习要求：1、了解类的继承、封装等概念之间的关系2、了解什么是接口，什么是虚函数，它有什么样的特点。学会使用接口编程的思想本章节主要介绍C+中的类、接口。类，包涵了一组数据和一组基于数据上的一组方法。它描述了一个对象的属性、状态和行为；接口，它只是描述了一个对象的简单的行为。有关类的基本概念：Class namesClass membersMember FunctionsStatic Member FunctionsUnion

6、sC+ Bit FieldsNested Class DeclarationsType Names in Class ScopeMultiple Base ClassesVirtual FunctionsAbstract ClassesControlling Access to Class Membersprivate Membersprotected Memberspublic MembersAccess Specifiers for Base Classes, priavte, publicprotectedFriendsConstructorsDestructorsConversion

7、Functionsthe new operator and the delete operatorCopying Constructor FunctionsInterface1.1 Handle-Body与接口、抽象接口在C+中封装的概念是把一个对象的外观接口同实际工作方式(实现)分离开来，但是C+的封装是不完全的，编译器必须知道一个对象的所有部分的声明，以便创建和管理它。我们可以想象一种只需声明一个对象的公共接口部分的编程语言，而将私有的实现部分隐藏起来。C +在编译期间要尽可能多地做静态类型检查。这意味着尽早捕获错误，也意味着程序具有更高的效率。然而这对私有的实现部分来说带来两个影响：一是

8、即使程序员不能轻易地访问实现部分，但他可以看到它；二是造成一些不必要的重复编译。然而C+并没有将这个原则应用到二进制层次上，这是因为C+的类既是描述了一个接口同时也描述了实现的过程，示例如下：class CMyString(private:const int m_cch;char *m_psz;public:CMyString(const char *psz);CMyString();int Length() const;int Index(const char *psz) const;CMyStirng对外过多的暴露了内存布局实现的细节，这些信息过度的依赖于这些成员变量的大小和顺序，从而导致

9、了客户过度依赖于可执行代码之间的二进制耦合关系，这样的接口不利于跨语言跨平台的软件开发和移植。1.1.1 Handle-Body 模式解决这个问题的技术有时叫句柄类(handle classes)或叫Cheshire Cat”1o有关实现的任何东西都消失了，只剩一个单一的指针“m_pThis”。该指针指向一个结构，该结构的定义与其所有的成员函数的定义一样出现在实现文件中。这样，只要接口部分不改变，头文件就不需变动。而实现部分可以按需要任意更动，完成后只要对实现文件进行重新编译，然后再连接到华为项目中。这里有这项技术的简单例子。头文件中只包含公共的接口和一个简单的没有完全指定的类指针。class

10、 CMyStringHandle(private:class CMyString；CMyString *m_pThis;public:CMyStringHandle (const char *psz); CMyStringHandle ();int Length() const;int Index(const char *psz) const;；CMyStringHandle: CMyStringHandle(const char *psz):m_pThis(new CMyString(psz);(CMyStringHandle:CMyStringHandle()(delete m_pThis

11、;)int CMyStringHandle:Length()return m_pThis-Length();)int CMyStringHandle:Index(const char *psz)return m_pThis-Index(psz);这是所有客户程序员都能看到的。这行class CMyString；是一个没有完全指定的类型说明或类声明（一个类的定义包含类的主体）。它告诉编译器，Cheshire是一个结构的名字，但没有提供有关该结构的任何东西。这对产生一个指向结构的指针来说已经足够了。但我们在提供一个结构的主体部分之前不能创建一个对象。在这种技术里，包含具体实现的结构主体被隐藏在实现

12、文件中。在设计模式中，这就叫做Handle-Body模式，Handle-Body只含有一个实体指针，服务的数据成员永远被封闭在服务系统中。Handle-Body模式如下：图1 Handle-Body模式（句柄类做为接口）Handle-Body的布局结构永远不会随着实现类数据成员的加入或者删除或者修改而导致Handle-Body的修改，即Handle-Body协议不依赖于 C+实现类的任何细节。这就有效的对用户的编译器隐藏了这些斜街,用户在使用对这项技术时候，Handle-Body接口成了它唯一的入口。然而Hanme-Body模式也有自己的弱点：1、接口类必须把每一个方法调用显示的传递给实现类，

13、这在一个只有一个构造和一个析构的类来说显然不构成负担，但是如果一个庞大的类库，它有上百上千个方法时候，光是编写这些方法传递就有可能非常冗长，这也增加了出错的可能性。2、对于关注于性能的应用每一个方法都得有两层的函数调用，嵌套的开销也不理想3、由于句柄的存在依然存在编译连接器兼容性问题。接口和实现分离的Handle-Body。1.1.2 抽象接口使用了“接口与实现的分离”技术的Handle-Body解决了编译器/链接器的大部分问题，而C+面向对象编程中的抽象接口同样是运用了“接口与实现分离”的思想，而采用抽象接口对于解决这类问题是一个极其完美的解决方案。1、抽象接口的语言描述：纯虚函数的接口vi

14、rtual int Index(const char *psz) const =0;；2、抽象接口的内存结构：图2抽象接口的内存布局3、抽象接口的实现代码:接口：class IMyStringvirtual int Length() const =0;这表示是一个纯虚函数，具有纯虚函数的接口）；实现:class CMyString： public IMyString(private:const int m_cch;char *m_psz;public:CMyString(const char *psz);virtual -CMyString();int Length() const;int I

15、ndex(const char *psz) const;)从上面采用抽象接口的实例来看，抽象接口解决了Handle-Body 所遗留下来的全部缺陷。抽象接口的一个典型应用：抽象工厂(AbstractFactroy)GUfFadotyCai9ScnMarO CfaButfonO CrMtoMonuOPMFactoqrMotlfFaclocv| return new PMCuftonHrenum nwCrMtcroMfiarO o- OoaMuttonO CaMMwiuCreturn new Mo*Pointer-to-memberselectionBing1*Logical NOTUnary/D

16、ivisionBine!=InequalityBinary/=Divis ion/assignmentBine%ModulusBinaryLess thanBing%=Modulus/assignmentBinaryLeft shiftBing&Bitwise ANDBinaryLeftshift/assignmentBine&Address-ofUnaryGreater thanBine*MultiplicationBinary=Greater than orBineequal to*Pointer dereferenceUnaryRight shiftBine*=Mu1tiplicatio

17、n/assignBinary=Rightshift/assignmentBine+AdditionBinaryArray subscript+Unary PlusUnaryAExclusive ORBine+Increment1Unary八ExclusiveOR/assignmentBing+=Addition/assignmentBinary1Bitwise inclusive ORBingSubtractionBinary1=Bitwise inclusiveOR/assignmentBine-Unary negationUnaryIILogical ORBine-Decrement1Un

18、aryOne s complementUnai=Subtraction/assignBinarydeletedelete_Member selectionBinarynew不可重载运算符表:OperatorNameMember selection.*Pointer-to-member selection:Scope resolution?:ConditionalPreprocessor symbol#Preprocessor symbol在上面可重载的运算符可以看出运算符重载共分为两类:一元运算符重载和二元运算符重载一元运算符重载：在声明一个类的非静态的一元运算符重载函数时，你必须声明的形式如

19、下：ret-type operator。(1)在这里ret-type是指返回数据类型op是指一元运算符在声明一个全局的一元运算符重载函数时，你必须声明的形式日下:ret-type operator。2(arg )(2)在这里ret-type与op和上面的意思一样,arg是指这个运算符所作用的数据类型二元运算符重载：在声明一个类的非静态的二元运算符重载函数时，你必须声明的形式如下：ret-type operator(3)(3)式和二式基本相同arg可以是任何一个在声明一个全局的二元运算符重载函数时，你必须声明的形式日下：ret-type operatorarg2(4)在这里ret-type与op

20、和上面的意思一样,argl, arg2,是指这个运算符所作用两个数据类型1.3.2 几类特殊的运算符重载1、类型转换运算符所有的数据类型均可以定义构造函数，包括系统定义的数据类型和用户自定义的数据类型，如：class CStringoperator LPCSTR() const;应用：CString str =12345”；LPCSTR Ipsz = str;此处会进行LPCSTR运算这只是一个简单的应用的示例，其实有时间类型转换具有无比强大的功能。我曾经就是用类型装换运算符重载解决一个跨平台通信的问题。2、bool运算符重载int、float, bool等运算符也是可以重载的，例如重载boo

21、l 运算符，但是重载运算符bool时候，需要注意有很多麻烦和臆想不到的东西templateclass testbooloperator bool() const throw()return in_ pT !=0;)private:T *m_pT;)下面结果均通过编译testbool spl;testbooKstd:string sp2;if (spl = sp2)if (spl != sp2)bool b = splint I = spl *10;从上面可以看得出bool的表现已经远远超过bool本身了,所以建议大家不要轻易对bool进行重载操作。3、地址运算符重载在DCOM应用中，我们有一个

22、重载运算符的例子：STDAPI CoCreatelnstance(REFCLSID rclsid,LPUNKNOWN pUnkOuter,DWORD dwClsContextyREFI ID ri id,LPVOID *ppv);我们看最后一个参数LPVOID指针的指针，这里是一个输出参数，返回一个接口的指针。一般情况下我们应用如下IUnknown *pUn;CoCreateInstance(,(void *)& pUn);(5)然而我们也可以这样写：IUnknown *pUn;CComPtr comPtr(pUn);CoCreatelnstance(,(void *)& comPtr);(6

23、)之所以能够这么写这是因为CComPtr重载了“&”运算符,如下：template class CComPtr ( public:CComPtr(T* Ip)if(p = Ip)!= NULL)p-AddRef();T* operator&()(ATLASSERT(p=NULL);return &p;)private:T* p;；&comPtr实际上是得到了一般的情况下，我们并不能对pUn的地址，所以(5)式和(6)式其实传入的参数是一样当都是传入了 pun的地址。虽然我们能够对运算符进行重载，但一般情况下我们并不是很提倡这种操作，这是因为：A、暴露了封装对象的地址，如上面CComPtr对pU

24、n的封装其实不起任何作用，任何时候我都可以直接访问和修改pUn指针，这就意味着所有权的完全丧失，封装不起任何意义B、对于unary operator&的重载使得重载对方永远无法与STL容器进行任何融合，甚至无法参与任何泛型编程。一个对象的地址是一个对象最基本的概念，在一般情况下，我们并不提倡，也请大家慎用地址运算符的重载。4、指针运算符重载指针运算符，有一个及其特殊且及其重要的机制：当你对某个型别实施operator-而这个型别并非原生指针时候：编译器会从这个型别中找出用户自定义的operator-),并实施后，编译器将继续对这个operator-返回的结果实施 operator-)直到找到一

25、个原生指针。这种机制导致了一个特有的技术：(pre and post function calls )，“前调用”及后调用技术。应用如下：class CallDoSomethingpublic:void DoCall()(TRACE(DoCalln);)；templateclass LockProxy public:LockProxy(T*pT):m_pT(pT)(TRACE(Lock n);)-LockProxyO(TRACE(UnLock n);T *operator-()(return m_pT;)private:T *m_pT;)；public:m_pT(pT)LockProxy op

26、erator-()return LockProxy(m_pT);)private:T *m_pT;)；上面CallDoSomething是函数调用，假设这个类原来是在单线程中运行的，但是现在已经移植到了多环境中，所以我们就增加了 CalllnMutiThread对原始类进行配接使之适应与多线程环境，调用过程如下：CallDoSomething DoSomthing;CallInMutiThreadMutiThread(&DoSomthing);MutiThread-DoCall();调用结果如下：LockDoCallUnLock从上面可以看出在调用CallDoSomething的成员函数DoC

27、all之前调用了 Lock方法，在调用结束后有调用了UnLock。这就是所谓的“前调用”和“后调用”，其实并不仅仅是多线程问题可以采用此办法，所有的“前调用”和“后调用”模式均可由此解。重载“-”运算符，同时引出了智能指针的概念，参见下页。5、括号运算符重载语法特征：primary-expression (expression-listopl)括号运算符是一个同“-”运算符一样也是一个及其重要的运算符在MSDN上说括号运算符是一个二元运算符,我觉得这个说法是完全错误的，在所有C+运算符重载中，括号运算符，应该是唯一没有规定参数元的个数的。它的参数可以从0个到N个。示例：class Point(

28、public:Point()_x =_y =0;Point &operator()( int dx, int dy )_x += dx;_y += dy; return *this;private:int _x,_y;)；调用如下：Point pt;pt(3,2);从上面可以看出，括号运算符，调用形式如下:objectparameter list);看起来和函数的形式是完全一样的：function kparameter list);所以根据这一特点我们称之为仿函数。第三章模板学习要求：1、了解什么是模板2、学会运用模板函数，模版类和STL模板（templates）,以及以模版为基础的泛型编程和

29、泛型模式,是当今C+中最活跃的一项编程技术，模版的第一个革命性的应用就是Standard Template Library （简称STL）。STL将templates 技术广泛应用于STL容器和STL算法上，在这一领域template技术发挥到了极致。本章介绍C+ templates的基本概念和语言特性1.1 认识模板1、模板的基本语法是：template declaration这个template描述了一个参数化的类（模板类）或者是一个参数化的函数（模板函数），这个模板参数列表是用逗号分隔的类型列表（在这个表单忠使用class或者是typename来标识这个数据类型）。在某些情况下这个模板体

30、内可能不存在任何的数据类型。 declaration域必须是一个函数或者类的声明。1.4 模板函数语法定义：templatefunction-name(parameter list)例如：template inline T const& max (T const& a, T const& b)/ if a b then use b else use areturn ab?b:a;J调用形式：1：通过调用的参数来识别模板的各参数类型MAX (4,4.2)；/ OK, but type of first argument defines return type2：明确指定参数的类型：MAX(4,4

31、.2);/OK在我们的例子中这个参数列表是typename T,其实在这里 typename是可以用class替换的，typename是在C+演化过程中逐渐形成的，而class是一个历史性的概念，typename表达了一个比 class更抽象意义上的概念。有如下定义如：typedef int INT_TYPE;；如果这样表达是正确的：templateclass testtypename:public typenamedef(public:typename T:INT_TYPE;INT_TYPE m_int;；但是如果把此处的typename换成class就会报错1.4.1 重载模板函数(Overloading Function Templates)和普通的函数一样，模板函数也可以被重载，也就是说对象同的函数名，你能够具有不同的函数定义，在调用的时候再由C+编译器决定，那一个