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C++

C++. WindyWinter windy@ream.at. 课程适用性. 迫于时间所限，本课程只能面向 C 语言程序设计基础较好的 同学。 希望 经过短期训练， 让大家能 读 懂 WrightEagleBASE 中涉及语言特性的部分。 合格的 C++ 入门和参考书籍 有 C ++ Primer 、 The C++ Programming Language 和 Thinking in C ++ 。. C 语言复习. 整型. 浮点型. 浮点数也是离散的。

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Presentation Transcript

  1. C++ WindyWinter windy@ream.at

  2. 课程适用性 • 迫于时间所限，本课程只能面向C语言程序设计基础较好的同学。 • 希望经过短期训练，让大家能读懂WrightEagleBASE中涉及语言特性的部分。 • 合格的C++入门和参考书籍有C++ Primer、The C++ Programming Language和Thinking in C++。

  3. C语言复习

  4. 整型

  5. 浮点型 • 浮点数也是离散的。 • 浮点数的内部表示也是二进制，比如float，一共32个二进制位，所以不可能表示出超过2^32个数字。 • IEEE 754 • 浮点数的比较 • if (a == b) X • if (fabs(a-b) < FLT_EPSILON)O • if (fabs(a-b) < DBL_EPSILON) O

  6. 其它类型 • _Bool • float _Complex / double _Complex • 衍生类型 • array、structure、union、function、pointer • 类型限定符 • const、volitile、restricted • void类型 • 取值集合为空集的类型

  7. 其它类型 • bool • complex<float> / complex <double> • 衍生类型 • array、structure、union、function、pointer • 类型限定符 • const、volitile、restricted • void类型 • 取值集合为空集的类型

  8. 指针 • float * const float指针常量类型 • const float * 常量float类型的指针类型 • DecisionDataDerived** 指针的指针 • E1[E2]  (*((E1)+(E2))) • A[3]  *(A+3) • 3[A]  *(3+A) = *(A+3)

  9. const和#define • #define属于预编译的范围，“符号替换”；const定义的是“不能修改的”变量。 • #define只能定义有“字面值”的常量；const可以定义数组、结构体和union常量。 • enum可以定义整数常量，一般用于互相关联的一组整数。 • enumPlayMode{}

  10. 预编译指令 • #include 后面不是“字符串”，是用引号或者<>括起来的文件名。 • 条件编译 • #define 符号 • #undef符号 • #if / #elif字面值常量表达式 • #ifdef / #ifndef / #else 符号 • 不符合#if条件的代码段编译器不编译

  11. 预编译指令 • #define中“#”的用法 • #x 将x变成字符串 • x##y 将x与y连接起来 • #define TeammateFormationTactic(TacticName) (*(FormationTactic##TacticName *)mFormation.GetTeammateTactic(FTT_##TacticName)) • TeammateFormationTactic(KickOffPosition)  *(FormationTacticKickOffPosition*)mFormation.GetTeammateTactic(FTT_KickOffPosition))

  12. 其它 • sizeof运算符 • size_tfsize(int n) { char t[n+3]; return sizeof(t);}fsize(10) -> 13 • inline函数 • static变量

  13. C++标签

  14. 即时声明 • C语言要求所有变量的声明必须在实意语句之前，也就是在所有{}的外面，或者是每对{}的最前面。 • C++没有了这样的限制，变量只要遵循先声明后使用的原则就可以了，不再要求必须放在什么地方。我们可以在for语句头部塞上一个inti(0)，for (inti(0); i < 10; ++i)。 • “inti(0)”里的(0)是指将i初始化为0，作用相当于inti=0。

  15. 引用 • 引用(reference)是C++新定义的一种复合类型，其本意可以理解为变量的“别名(alternate name)”。 • 声明/定义一个引用：int a;int & r = a; • r被定义为a的引用后，r和a可以被认为是同一个变量。 • 引用的主要用在函数形参中（作用与指针相仿）： • 避免传递规模巨大的实参； • 将形参的值返回。

  16. 引用 • void BehaviorAttackPlanner::Plan(std::list<ActiveBehavior> & behavior_list) • PlayerState & player = const_cast<PlayerState &>(*mpWorldState->GetPlayerList()[i]);player.GetPos();

  17. 左值与右值

  18. 类型转换 • C++继承了原有的C语言的隐式类型转换； • 所有的类型都可以隐式转换为该类型的引用：int => int &,int * => int * &,所有的类型都可以隐式转换为该类型的常量； • 强制类型转换在C++中有了另一类写法： • (type) a  xxx_cast<type> a； • static_cast<type>实现与C中类型转换相同的功能； • const_cast<type>去掉表达式的常量性； • 另外还有reinterpret_cast和dynamic_cast

  19. 输入输出 • std::cout << a << b << c << d <<std::endl; • Logger::instance().GetTextLogger(“test”) << a << b << c << d << std::endl; • 输出到Logfiles/WrightEagle-X-test.log中。

  20. 形参默认值 • 形参允许有默认值，即函数可以声明为如下形式：boolKickBall( Agent & agent, double angle, double speed_out,KickModemode = KM_Hard,int*cycle_left = 0,boolis_shoot = false);

  21. 形参默认值 • 调用的时候可以不写有默认值的参数 • KickBall(agent, 0.0, 3.0); • KickBall(agent, 0.0, 3.0, KM_Quick); • KickBall(agent, 0.0, 3.0, KM_Quick, &cycle); • KickBall(agent, 0.0, 3.0, KM_Quick, &cycle, true); • 都是合法的 • 没写的参数，实参值就是默认值。

  22. 函数重载 • 允许不同的函数有相同的函数名。 • “不同的函数”是指形参的类型、数目或返回值的类型不同的函数。 • boolGoToPoint(Agent & agent, Vector pos, double buffer = 0.5, double power = 100.0, boolcan_inverse = true, boolturn_first = false); • void GoToPoint(Agent & agent, AtomicAction & act, Vector pos, double buffer = 0.5, double power = 100.0, boolcan_inverse = true, boolturn_first = false);

  23. new和delete运算符 • C语言用malloc和free。 • C++用new和delete。 • client = new Player; • delete client; • mWeight = new real**[mLayers]; • delete[] mWeight;

  24. 面向对象的C++

  25. 类 • 类是C++的新特性，为适应面向对象的程序设计而提出； • 在C中，已经有了结构体的概念； • 类与结构体的最大不同之处在于——不仅可以包含成员变量（常量），还可以包含成员函数。 • 当然，类还包括一些其他的特性： • 成员变量、成员函数的访问权限； • 构造函数； • 析构函数； • 拷贝构造函数； • 隐式类型转换； • ……

  26. 一个著名的类 class BaseState { public: BaseState(); BaseState(constBaseState & o) {} void UpdatePos(const Vector & pos , int delay = 0, double conf = 1); const Vector & GetPos() const { return mPos.mValue; } intGetPosDelay() const { return mPos.mCycleDelay; } const double & GetPosConf() const { return mPos.mConf; } void UpdatePosEps(double eps) { mPosEps = eps;} const double & GetPosEps() const { return mPosEps;} private: StateValue<Vector> mPos; double mPosEps; };

  27. 成员函数的定义 • 成员函数可以直接在类定义里定义，也可以单独在外面定义。 • void BaseState::UpdatePos(const Vector & pos, int delay, double conf){mPos.mValue = pos;mPos.mCycleDelay = delay;mPos.mConf = conf;}

  28. this指针 • 每个类都有一个特殊的“成员”——this，表示对象自身； • this只能在该类的内部使用，与不指明this没有区别： • this->mPos mPos • this->mPosConf  mPosConf • void UpdatePosEps(double mPosEps) { this->mPosEps= mPosEps;}

  29. 成员函数的const属性 • constVector & GetPos() const • GetPos不能更改任何成员变量的值，在函数内部 • this指针变成指向常量的指针； • 任何成员变量被附加const属性。 • 这种声明主要用于指明该函数不会更改成员变量的值。

  30. 构造函数 • 没有返回值类型，与类同名的函数被认为是构造函数。BaseState() • 它的作用就是——构造一个对象。 • BaseState() : mPosEps(10000);{mPos.mValue= Vector(10000 , 10000);}

  31. 构造函数 • BaseState(const BaseState & o) { mPos = o.mPos;} • 如果将某个构造函数声明为private，则这个构造函数将无法使用。一般来说，这样做的目的是阻止编译器生成缺省的构造函数。 • class Agent{ Agent(Agent &); ……};

  32. 构造函数 • class Line {public: Line(constRay &r); ……}; • 只带有一个参数的构造函数表明了一种可能的隐式类型转换。

  33. 析构函数 • 没有返回值，名字是～<class name>，没有参数的函数是析构函数。构造函数可以有多个，析构函数只能有一个。 • 它的作用是销毁一个对象。 • 如果没有声明析构函数，编译器将合成默认析构函数 • 对于内置类型，释放其空间； • 对于类类型，调用其析构函数。 • 实际上，上面两步是编译器附加在任何析构函数最后的两步。因为没有办法显式“释放空间”和调用析构函数。

  34. new和delete运算符 • mallac/free和new/delete的区别在于 • 前者只涉及内存分配 • 后者不仅分配/释放空间，还要创建/销毁对象。 • new运算符首先分配对象占据的空间，然后在其上调用构造函数；delete首先完成对象本身的销毁步骤，然后释放空间。

  35. 静态成员 • static关键字也可以修饰类的成员 • class Dasher{public:static Dasher & instance();static Array<double, 8> DASH_DIR;static Array<int, 8> ANTI_DIR_IDX;static Array<double, 8> DIR_RATE;static intGetDashDirIdx(constAngleDeg & dir);}

  36. 静态成员 • 被修饰的成员叫做类的静态成员，是这个类的属性，不是某个对象的属性。 • 访问用:: • Dasher::instance() • Dasher::GetDashDirIdx()

  37. 运算符重载 • C++不仅提供了对函数的重载，也提供了对运算符的重载。运算符可以视为特殊的函数。 • 双目运算符 • Time Time::operator-(constinta); • int Time::operator-(const Time &a); • 单目运算符 • _Tp & ObjectArray::operator[](constObjectIndex & i) • 特别的运算符重载：++、--。

  38. 运算符重载 • 还有一类特殊的运算符也可以被重载： • opetator T()operator int();operator xxx(); • 这样的运算符必须是某个类的成员函数，它为这个类提供向特定类型的隐式类型转换。 • 更多的很多情况下，运算符重载是一个复杂的工程。在你真正掌握重载之前，请慎用。

  39. 继承与派生 class MobileState: public BaseState { void UpdateVel(const Vector & vel , int delay = 0, double conf = 1);const Vector & GetVel() const { return mVel.mValue; }intGetVelDelay() const { return mVel.mCycleDelay; } ……};

  40. 继承与派生 • 前面定义了BaseState类的一个派生类MobileState，BaseState是MobileState的基类。 • 它将获得BaseState类的一切成员，还另外附加了很多Vel相关的成员。 • “一切成员”，不包括基类的构造函数、析构函数、new运算符和=运算符。但派生类中可以访问他们。 • 派生类对象可以隐式转换为基类类型；派生类类型的指针可以隐式转换为基类类型的指针 • BaseState * object = new MobileState;

  41. 虚函数与多态 • 在声明某个成员函数时加上virtual修饰符，表示允许派生类重载该函数；在声明析构函数时加上virtual修饰符，产生特殊效果。 • class Client { virtual ~Client(); virtual void RunNormal(); ……};

  42. 虚函数与多态 • Client client= new Player;client->RunNormal(); • virtual void Run() = 0;

  43. 友元 • class Agent{ friend class Client; ……}; • 友元是一个声明。友元不是类的成员。

  44. Q&A

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