C++与C编程：高级特性与基础操作解析

### C++与C编程：高级特性与基础操作解析 #### 1. 反调试技巧 在进行位操作表达式编程时，可能会遇到结果错误但又难以发现问题的情况。常见的错误包括将逻辑运算符 `&&` 用于按位与 `&`，或者将逻辑或 `||` 用于按位或 `|`，也有可能是缺少必要的括号。 **练习题**： 1. 编写一个函数，通过检查数字的某一位来判断该数字是奇数还是偶数。 2. 编写一个函数，通过检查数字的位来以二进制形式打印该数字，可使用 `sizeof`。 3. 编写一个函数，使用右移运算符 `>>` 而不是除法运算符来计算整数的以2为底的对数。 4. 编写一个函数，判断一个数字中的位序列是否对称，例如 `11000011` 是对称的，而 `11010011` 不是。 #### 2. 受保护的部分与继承 在面向对象编程中，有时会遇到子类需要访问父类私有成员的情况。例如，`Phone` 类有一个私有成员函数 `incNumCalls()` 用于增加通话次数，而 `MobilePhone` 类在进行通话时也需要增加这个次数，但由于 `incNumCalls()` 是私有的，`MobilePhone` 无法直接访问。 C++ 提供了 `protected` 部分，它对外界不可见，但对子类可见。以下是示例代码： ```cpp class Phone { public: void call() { /*do some stuff, and then */ incNumCalls(); } static int numCalls() { return numCalls_; } protected: void incNumCalls() { ++numCalls_; } private: static int numCalls_; }; class MobilePhone : public Phone { public: void call() { /* do stuff w cell towers, and */ incNumCalls(); } }; ``` 此外，`protected` 还引入了一种新的继承类型——受保护继承。与公共继承不同，受保护继承会将父类的公共成员在子类中变为受保护成员。以下是不同继承方式的对比： | 继承方式 | 特点 | | ---- | ---- | | 公共继承 | 子类中成员的访问权限与父类相同，不增加新的访问限制 | | 私有继承 | 父类的所有成员在子类中变为私有成员 | | 受保护继承 | 父类的公共成员在子类中变为受保护成员 | 下面是不同继承方式的代码示例： ```cpp // 公共继承 class MobilePhone : public Phone { public: void makeSecure(); void secureCall(); protected: private: }; // 私有继承 class MobilePhone : private Phone { public: void makeSecure(); void secureCall(); protected: private: }; // 受保护继承 class MobilePhone : protected Phone { public: void makeSecure(); void secureCall(); protected: private: }; ``` #### 3. 模板特化 模板特化允许为特定的模板参数类型提供专门的实现。例如，对于 `Vector` 类的 `print` 函数，当元素类型为 `Superhero*` 时，默认的实现会打印指针地址，而我们希望打印 `Superhero` 对象本身。以下是模板特化的示例代码： ```cpp template <typename T> void Vector<T>::print (ostream& out) const { for (int i = 0; i < size(); ++i) out << (*this)[i] << '/'; } template<> void Vector<Superhero*>::print (ostream& out) const { for (unsigned int i = 0; i < size(); ++i) out << *((*this)[i]) << '/'; } ``` **练习题**： 1. 编写一个函数 `printBase3`，以三进制形式打印一个整数。然后编写 `Vector<T>::print` 的特化版本，以三进制形式打印所有整数。 2. 编写一个函数 `isOrdered`，如果 `std::pair` 的第一个元素小于第二个元素，则返回 `true`。但如果第一个和第二个元素是 `const char*`，则使用 `strcmp` 进行比较。 #### 4. 友元函数与类 在某些情况下，一个函数可能与一个类密切相关，但将其作为类的成员函数并不方便。这时可以使用友元函数，它可以访问类的所有成员，包括私有成员。例如，在比较两个 `Area` 对象哪个更靠北时，`furtherNorthThan` 函数需要访问 `Area` 类的私有成员 `boundingBox_`，可以将其声明为 `Area` 类