一、C与C++关于数据和函数
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1. 复数和字符串
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1）复数的介绍与内存设计
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内存结构：复数包含实部和虚部两部分，如complex c1(2,1)创建的对象在内存中直接存储两个整数
函数设计：需要为复数类设计加减乘除、共轭复数、正弦函数等运算功能
函数共享：数据可以有多份（不同对象），但处理函数只有一份，通过类的机制实现数据与函数的绑定
2）字符串的特色与内存设计
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指针特性：字符串类内部只包含指针，实际内容存储在指针指向的独立内存空间
内存差异：四个字符串对象在内存中各自只占一个指针的大小（如string* ps = new string）
创建方式：字符串内容需要额外分配内存空间存储（如string s1("Hello")）
3）创建对象的方式
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栈上创建：直接声明方式如complex c2
堆上创建：使用new运算符如complex* pc = new complex(0,1)
初始化方式：可通过构造函数直接初始化（如complex c1(2,1)）
4）基于对象与面向对象的区别
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Object Based：针对单个class的设计，如复数类的独立实现
Object Oriented：处理多个classes之间的关系，如继承、组合等设计模式
2. C++程序代码基本形式
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文件组成：包含头文件(.h)和实现文件(.cpp)
包含方式：标准库用尖括号#include <iostream>，自定义文件用双引号#include "complex.h"
扩展名说明：头文件扩展名可能是.hpp或其他，甚至无扩展名
3. C++和C输出
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C风格输出：使用printf需要指定格式符（如%d、%s）
C++风格输出：使用cout <<运算符链式输出，自动识别类型（如cout << "i=" << i << endl）
命名空间：现代C++建议使用#include <iostream>配合using namespace std
4. 头文件写法
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1）头文件防卫式声明的必要性
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重复包含问题：防止同一头文件被多次包含导致重复定义
使用便利性：使用者无需关心include顺序，可直接包含所需头文件
2）头文件防卫式声明的实现
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语法结构：
工作原理：通过预处理器检查宏是否已定义，避免重复包含
3）测试程序对头文件的使用
15:21
包含方式：测试程序通过#include "complex.h"使用自定义头文件
功能验证：测试复数类的各种操作（如加减运算、输出等）
4）编写头文件时的建议
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规范要求：所有头文件都应包含防卫式声明
专业体现：规范的防卫式声明是专业代码的标志
兼容性考虑：适用于个人项目和大型商业开发
5. 头文件布局
基本结构：头文件使用条件编译防止重复包含，格式为#ifndef COMPLEX...#endif
组成部分：
0号位置：前置声明（如class ostream;和class complex;）
1号位置：类声明（class complex{...};）
2号位置：类定义（成员函数实现）
设计顺序：应先完成1和2的编写，再根据依赖关系补充0部分的前置声明
6. 类的声明
1）基本结构
class head：类名声明部分（如class complex）
class body：用大括号包裹的类体内容
数据成员：如double re, im;表示复数的实部和虚部
成员函数：包括构造函数、运算符重载等
访问控制：使用public/private控制访问权限
友元声明：如fr iend complex& doapl(...);
2）模板类实现
模板语法：使用template<typename T>前缀
类型参数化：
数据成员类型：T re, im;
函数返回类型：如T real() const
实例化示例：
complex<double> c1(2.5,1.5);
complex<int> c2(2,6);
3）设计要点
需求分析：根据复数运算需求设计成员函数（如共轭复数运算）
语法特性：
构造函数初始化列表：complex(double r=0, double i=0):re(r),im(i){}
const成员函数：如double real() const { return re; }
运算符重载：complex& operator += (const complex&);
7. 类模板简介
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1）类模板的提出背景
重复代码问题: 当需要实现不同数据类型的相似类时（如double/float/int的复数类），传统方法需要为每种类型单独编写类，导致95%-99%的代码重复
解决方案: C++引入模板概念，允许推迟类型指定，避免重复编码
应用场景: 适用于类中某些成员类型需要灵活变化的情况，如复数类的实部(
rerere
)和虚部(
imimim
)数据类型
2）类模板的写法
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模板声明: 在class前添加template<typename T>，其中T可替换为任意标识符（常用T表示Type）
类型参数化: 将需要灵活指定的类型替换为T，如成员变量T re, im;和成员函数返回值T real()
默认参数: 构造函数仍可设置默认值，如complex(T r=0, T i=0)
3）类模板中typename的使用
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语法意义: typename T告知编译器T是待定的类型参数
命名自由: 类型参数名可任意（如T/A等），但约定俗成使用T表示类型
延迟绑定: 编译器在此时不会检查T的具体类型，直到类被实例化
4）类模板的实例化
21:07
显式实例化: 使用类名<具体类型>语法，如complex<double>
类型绑定: 实例化时T被替换为指定类型，如complex<double>中所有T变为double
多实例支持: 同一模板可生成多个不同版本，如：
5）类模板的概念总结
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模具比喻: 类似物理模具可生成形状相同的产品，类模板生成代码结构相同但类型不同的类
替换机制: 实例化时仅进行类型替换（T→具体类型），其他部分完全保留
代码复用: 实现"一次编写，多类型适用"，避免99%的重复编码
应用限制: 模板衍生的语法较复杂，基础使用只需掌握类型参数化概念
