深入分析C++中幾個(gè)最不常用的關(guān)鍵字
更新時(shí)間：2013年05月23日 17:22:54 作者：
本篇文章是對C++中幾個(gè)最不常用的關(guān)鍵字進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹，需要的朋友參考下
mutable關(guān)鍵字
關(guān)鍵字mutable是C++中一個(gè)不常用的關(guān)鍵字,他只能用于類的非靜態(tài)和非常量數(shù)據(jù)成員
我們知道一個(gè)對象的狀態(tài)由該對象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員決定,所以隨著數(shù)據(jù)成員的改變,
對像的狀態(tài)也會隨之發(fā)生變化!
如果一個(gè)類的成員函數(shù)被聲明為const類型,表示該函數(shù)不會改變對象的狀態(tài),也就是
該函數(shù)不會修改類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.但是有些時(shí)候需要在該類函數(shù)中對類的數(shù)據(jù)成員
進(jìn)行賦值.這個(gè)時(shí)候就需要用到mutable關(guān)鍵字了
例如:
class Demo
{
public:
Demo(){}
~Demo(){}
public:
bool getFlag() const
{
m_nAccess++;
return m_bFlag;
}
private:
int m_nAccess;
bool m_bFlag;
};
int main()
{
return 0;
}
編譯上面的代碼會出現(xiàn) error C2166: l-value specifies const object的錯誤
說明在const類型的函數(shù)中改變了類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.
這個(gè)時(shí)候需要使用mutable來修飾一下要在const成員函數(shù)中改變的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
m_nAccess,代碼如下:
class Demo
{
public:
Demo(){}
~Demo(){}
public:
bool getFlag() const
{
m_nAccess++;
return m_bFlag;
}
private:
mutable int m_nAccess;
bool m_bFlag;
};
int main()
{
return 0;
}
這樣再重新編譯的時(shí)候就不會出現(xiàn)錯誤了!
volatile關(guān)鍵字
volatile是c/c++中一個(gè)鮮為人知的關(guān)鍵字,該關(guān)鍵字告訴編譯器不要持有變量的臨時(shí)拷貝,它可以適用于基礎(chǔ)類型
如：int,char,long......也適用于C的結(jié)構(gòu)和C++的類。當(dāng)對結(jié)構(gòu)或者類對象使用volatile修飾的時(shí)候，結(jié)構(gòu)或者
類的所有成員都會被視為volatile.
使用volatile并不會否定對CRITICAL_SECTION,Mutex,Event等同步對象的需要
例如：
int i;
i = i + 3;
無論如何，總是會有一小段時(shí)間，i會被放在一個(gè)寄存器中，因?yàn)樗阈g(shù)運(yùn)算只能在寄存器中進(jìn)行。一般來說，volatitle
關(guān)鍵字適用于行與行之間，而不是放在行內(nèi)。
我們先來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的函數(shù)，來觀察一下由編譯器產(chǎn)生出來的匯編代碼中的不足之處，并觀察volatile關(guān)鍵字如何修正這個(gè)不足之處。在這個(gè)函數(shù)體內(nèi)存在一個(gè)busy loop(所謂busy loop也叫做busy waits,是一種高度浪費(fèi)CPU時(shí)間的循環(huán)方法)
void getKey(char* pch)
{
while (*pch == 0)
}
當(dāng)你在VC開發(fā)環(huán)境中將最優(yōu)化選項(xiàng)都關(guān)閉之后，編譯這個(gè)程序，將獲得以下結(jié)果(匯編代碼)
; while (*pch == 0)
$L27
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[ebp]
; Load the character into the EAX register
movsx eax, BYTE PTR [eax]
; Compare the value to zero
test eax, eax
; If not zero, exit loop
jne $L28
jmp $L27
$L28
;}
這段沒有優(yōu)化的代碼不斷的載入適當(dāng)?shù)牡刂?，載入地址中的內(nèi)容，測試結(jié)果。效率相當(dāng)?shù)牡?，但是結(jié)果非常準(zhǔn)確
現(xiàn)在我們再來看看將編譯器的所有最優(yōu)化選項(xiàng)開關(guān)都打開以后，重新編譯程序，生成的匯編代碼，和上面的代碼
比較一下有什么不同
;{
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
; Load the character into the AL register
movsx al, BYTE PTR [eax]
; while (*pch == 0)
; Compare the value in the AL register to zero
test al, al
; If still zero, try again
je SHORT $L84
;}
從代碼的長度就可以看出來，比沒有優(yōu)化的情況要短的多。需要注意的是編譯器把MOV指令放到了循環(huán)之外。這在單線程中是一個(gè)非常好的優(yōu)化，但是，在多線程應(yīng)用程序中，如果另一個(gè)線程改變了變量的值，則循環(huán)永遠(yuǎn)不會結(jié)束。被測試的值永遠(yuǎn)被放在寄存器中，所以該段代碼在多線程的情況下，存在一個(gè)巨大的BUG。解決方法是重新寫一次getKey函數(shù)，并把參數(shù)pch聲明為volatile,代碼如下：
void getKey(volatile char* pch)
{
while (*pch == 0)
}
這次的修改對于非最優(yōu)化的版本沒有任何影響，下面請看最優(yōu)化后的結(jié)果：
;{
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
; while (*pch == 0)
$L84:
; Directly compare the value to zero
cmp BYTE PTR [eax], 0
; If still zero, try again
je SHORT $L84
;}
這次的修改結(jié)果比較完美，地址不會改變，所以地址聲明被移動到循環(huán)之外。地址內(nèi)容是volatile,所以每循環(huán)之中它不斷的被重新檢查。
把一個(gè)const volatile變量作為參數(shù)傳遞給函數(shù)是合法的。如此的聲明意味著函數(shù)不能改變變量的值，但是變量的值卻可以被另一個(gè)線程在任何時(shí)間改變掉。
explicit關(guān)鍵字
我們在編寫應(yīng)用程序的時(shí)候explicit關(guān)鍵字基本上是很少使用,它的作用是"禁止單參數(shù)構(gòu)造函數(shù)"被用于自動型別轉(zhuǎn)換,其中比較典型的例子就是容器類型,在這種類型的構(gòu)造函數(shù)中你可以將初始長度作為參數(shù)傳遞給構(gòu)造函數(shù).
例如:
你可以聲明這樣一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
class Array
{
public:
explicit Array(int size);
......
};
在這里explicit關(guān)鍵字起著至關(guān)重要的作用,如果沒有這個(gè)關(guān)鍵字的話,這個(gè)構(gòu)造函數(shù)有能力將int轉(zhuǎn)換成Array.一旦這種
情況發(fā)生,你可以給Array支派一個(gè)整數(shù)值而不會引起任何的問題,比如:
Array arr;
...
arr = 40;
此時(shí),C++的自動型別轉(zhuǎn)換會把40轉(zhuǎn)換成擁有40個(gè)元素的Array,并且指派給arr變量,這個(gè)結(jié)果根本就不是我們想要的結(jié)果.如果
我們將構(gòu)造函數(shù)聲明為explicit,上面的賦值操作就會導(dǎo)致編譯器報(bào)錯,使我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯誤.
需要注意的是:explicit同樣也能阻止"以賦值語法進(jìn)行帶有轉(zhuǎn)型操作的初始化";
例如:
Array arr(40);//正確
Array arr = 40;//錯誤
看一下以下兩種操作:
X x;
Y y(x);//顯式類型轉(zhuǎn)換
另一種
X x;
Y y = x;//隱式類型轉(zhuǎn)換
這兩種操作存在一個(gè)小小的差別,第一種方式式通過顯式類型轉(zhuǎn)換,根據(jù)型別x產(chǎn)生了型別Y的新對象;第二種方式通過隱式轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了一個(gè)型別Y的新對象.
explicit關(guān)鍵字的應(yīng)用主要就是上面所說的構(gòu)造函數(shù)定義種,參考該關(guān)鍵字的應(yīng)用可以看看STL源代碼,其中大量使用了該關(guān)鍵字
__based關(guān)鍵字
該關(guān)鍵字主要用來解決一些和共享內(nèi)存有關(guān)的問題,它允許指針被定義為從某一點(diǎn)開始算的32位偏移值,而不是內(nèi)存種的絕對位置
舉個(gè)例子:
typedef struct tagDEMOSTRUCT {
int a;
char sz[10];
} DEMOSTRUCT, * PDEMOSTRUCT;
HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(...);
LPVOID lpShare = (LPDWORD)MapViewOfFile(...);
DEMOSTRUCT __based(lpShare)* lpDemo;
上面的例子聲明了一個(gè)指針lpDemo,內(nèi)部儲存的是從lpShare開始的偏移值,也就是lpHead是以lpShare為基準(zhǔn)的偏移值.
上面的例子種的DEMOSTRUCT只是隨便定義的一個(gè)結(jié)構(gòu),用來代表任意的結(jié)構(gòu).
雖然__based指針使用起來非常容易,但是,你必須在效率上付出一定的代價(jià).每當(dāng)你用__based指針處理數(shù)據(jù),CPU都必須為它加上基地址,才能指向真正的位置.
在這里我只是介紹了幾個(gè)并不時(shí)很常見的關(guān)鍵字的意義即用法,其他那些常見的關(guān)鍵字介紹他們的文章已經(jīng)不少了在這里
就不再一一介紹了.希望這些內(nèi)容能對大家有一定的幫助!
關(guān)鍵字mutable是C++中一個(gè)不常用的關(guān)鍵字,他只能用于類的非靜態(tài)和非常量數(shù)據(jù)成員
我們知道一個(gè)對象的狀態(tài)由該對象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員決定,所以隨著數(shù)據(jù)成員的改變,
對像的狀態(tài)也會隨之發(fā)生變化!
如果一個(gè)類的成員函數(shù)被聲明為const類型,表示該函數(shù)不會改變對象的狀態(tài),也就是
該函數(shù)不會修改類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.但是有些時(shí)候需要在該類函數(shù)中對類的數(shù)據(jù)成員
進(jìn)行賦值.這個(gè)時(shí)候就需要用到mutable關(guān)鍵字了
例如:
復(fù)制代碼 代碼如下:
class Demo
{
public:
Demo(){}
~Demo(){}
public:
bool getFlag() const
{
m_nAccess++;
return m_bFlag;
}
private:
int m_nAccess;
bool m_bFlag;
};
int main()
{
return 0;
}
編譯上面的代碼會出現(xiàn) error C2166: l-value specifies const object的錯誤
說明在const類型的函數(shù)中改變了類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.
這個(gè)時(shí)候需要使用mutable來修飾一下要在const成員函數(shù)中改變的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
m_nAccess,代碼如下:
復(fù)制代碼 代碼如下:
class Demo
{
public:
Demo(){}
~Demo(){}
public:
bool getFlag() const
{
m_nAccess++;
return m_bFlag;
}
private:
mutable int m_nAccess;
bool m_bFlag;
};
int main()
{
return 0;
}
這樣再重新編譯的時(shí)候就不會出現(xiàn)錯誤了!
volatile關(guān)鍵字
volatile是c/c++中一個(gè)鮮為人知的關(guān)鍵字,該關(guān)鍵字告訴編譯器不要持有變量的臨時(shí)拷貝,它可以適用于基礎(chǔ)類型
如：int,char,long......也適用于C的結(jié)構(gòu)和C++的類。當(dāng)對結(jié)構(gòu)或者類對象使用volatile修飾的時(shí)候，結(jié)構(gòu)或者
類的所有成員都會被視為volatile.
使用volatile并不會否定對CRITICAL_SECTION,Mutex,Event等同步對象的需要
例如：
int i;
i = i + 3;
無論如何，總是會有一小段時(shí)間，i會被放在一個(gè)寄存器中，因?yàn)樗阈g(shù)運(yùn)算只能在寄存器中進(jìn)行。一般來說，volatitle
關(guān)鍵字適用于行與行之間，而不是放在行內(nèi)。
我們先來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的函數(shù)，來觀察一下由編譯器產(chǎn)生出來的匯編代碼中的不足之處，并觀察volatile關(guān)鍵字如何修正這個(gè)不足之處。在這個(gè)函數(shù)體內(nèi)存在一個(gè)busy loop(所謂busy loop也叫做busy waits,是一種高度浪費(fèi)CPU時(shí)間的循環(huán)方法)
復(fù)制代碼 代碼如下:
void getKey(char* pch)
{
while (*pch == 0)
}
當(dāng)你在VC開發(fā)環(huán)境中將最優(yōu)化選項(xiàng)都關(guān)閉之后，編譯這個(gè)程序，將獲得以下結(jié)果(匯編代碼)
復(fù)制代碼 代碼如下:
; while (*pch == 0)
$L27
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[ebp]
; Load the character into the EAX register
movsx eax, BYTE PTR [eax]
; Compare the value to zero
test eax, eax
; If not zero, exit loop
jne $L28
jmp $L27
$L28
;}
這段沒有優(yōu)化的代碼不斷的載入適當(dāng)?shù)牡刂?，載入地址中的內(nèi)容，測試結(jié)果。效率相當(dāng)?shù)牡?，但是結(jié)果非常準(zhǔn)確
現(xiàn)在我們再來看看將編譯器的所有最優(yōu)化選項(xiàng)開關(guān)都打開以后，重新編譯程序，生成的匯編代碼，和上面的代碼
比較一下有什么不同
復(fù)制代碼 代碼如下:
;{
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
; Load the character into the AL register
movsx al, BYTE PTR [eax]
; while (*pch == 0)
; Compare the value in the AL register to zero
test al, al
; If still zero, try again
je SHORT $L84
;}
從代碼的長度就可以看出來，比沒有優(yōu)化的情況要短的多。需要注意的是編譯器把MOV指令放到了循環(huán)之外。這在單線程中是一個(gè)非常好的優(yōu)化，但是，在多線程應(yīng)用程序中，如果另一個(gè)線程改變了變量的值，則循環(huán)永遠(yuǎn)不會結(jié)束。被測試的值永遠(yuǎn)被放在寄存器中，所以該段代碼在多線程的情況下，存在一個(gè)巨大的BUG。解決方法是重新寫一次getKey函數(shù)，并把參數(shù)pch聲明為volatile,代碼如下：
復(fù)制代碼 代碼如下:
void getKey(volatile char* pch)
{
while (*pch == 0)
}
這次的修改對于非最優(yōu)化的版本沒有任何影響，下面請看最優(yōu)化后的結(jié)果：
復(fù)制代碼 代碼如下:
;{
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
; while (*pch == 0)
$L84:
; Directly compare the value to zero
cmp BYTE PTR [eax], 0
; If still zero, try again
je SHORT $L84
;}
這次的修改結(jié)果比較完美，地址不會改變，所以地址聲明被移動到循環(huán)之外。地址內(nèi)容是volatile,所以每循環(huán)之中它不斷的被重新檢查。
把一個(gè)const volatile變量作為參數(shù)傳遞給函數(shù)是合法的。如此的聲明意味著函數(shù)不能改變變量的值，但是變量的值卻可以被另一個(gè)線程在任何時(shí)間改變掉。
explicit關(guān)鍵字
我們在編寫應(yīng)用程序的時(shí)候explicit關(guān)鍵字基本上是很少使用,它的作用是"禁止單參數(shù)構(gòu)造函數(shù)"被用于自動型別轉(zhuǎn)換,其中比較典型的例子就是容器類型,在這種類型的構(gòu)造函數(shù)中你可以將初始長度作為參數(shù)傳遞給構(gòu)造函數(shù).
例如:
你可以聲明這樣一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
復(fù)制代碼 代碼如下:
class Array
{
public:
explicit Array(int size);
......
};
在這里explicit關(guān)鍵字起著至關(guān)重要的作用,如果沒有這個(gè)關(guān)鍵字的話,這個(gè)構(gòu)造函數(shù)有能力將int轉(zhuǎn)換成Array.一旦這種
情況發(fā)生,你可以給Array支派一個(gè)整數(shù)值而不會引起任何的問題,比如:
Array arr;
...
arr = 40;
此時(shí),C++的自動型別轉(zhuǎn)換會把40轉(zhuǎn)換成擁有40個(gè)元素的Array,并且指派給arr變量,這個(gè)結(jié)果根本就不是我們想要的結(jié)果.如果
我們將構(gòu)造函數(shù)聲明為explicit,上面的賦值操作就會導(dǎo)致編譯器報(bào)錯,使我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯誤.
需要注意的是:explicit同樣也能阻止"以賦值語法進(jìn)行帶有轉(zhuǎn)型操作的初始化";
例如:
復(fù)制代碼 代碼如下:
Array arr(40);//正確
Array arr = 40;//錯誤
看一下以下兩種操作:
X x;
Y y(x);//顯式類型轉(zhuǎn)換
另一種
X x;
Y y = x;//隱式類型轉(zhuǎn)換
這兩種操作存在一個(gè)小小的差別,第一種方式式通過顯式類型轉(zhuǎn)換,根據(jù)型別x產(chǎn)生了型別Y的新對象;第二種方式通過隱式轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了一個(gè)型別Y的新對象.
explicit關(guān)鍵字的應(yīng)用主要就是上面所說的構(gòu)造函數(shù)定義種,參考該關(guān)鍵字的應(yīng)用可以看看STL源代碼,其中大量使用了該關(guān)鍵字
__based關(guān)鍵字
該關(guān)鍵字主要用來解決一些和共享內(nèi)存有關(guān)的問題,它允許指針被定義為從某一點(diǎn)開始算的32位偏移值,而不是內(nèi)存種的絕對位置
舉個(gè)例子:
復(fù)制代碼 代碼如下:
typedef struct tagDEMOSTRUCT {
int a;
char sz[10];
} DEMOSTRUCT, * PDEMOSTRUCT;
HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(...);
LPVOID lpShare = (LPDWORD)MapViewOfFile(...);
DEMOSTRUCT __based(lpShare)* lpDemo;
上面的例子聲明了一個(gè)指針lpDemo,內(nèi)部儲存的是從lpShare開始的偏移值,也就是lpHead是以lpShare為基準(zhǔn)的偏移值.
上面的例子種的DEMOSTRUCT只是隨便定義的一個(gè)結(jié)構(gòu),用來代表任意的結(jié)構(gòu).
雖然__based指針使用起來非常容易,但是,你必須在效率上付出一定的代價(jià).每當(dāng)你用__based指針處理數(shù)據(jù),CPU都必須為它加上基地址,才能指向真正的位置.
在這里我只是介紹了幾個(gè)并不時(shí)很常見的關(guān)鍵字的意義即用法,其他那些常見的關(guān)鍵字介紹他們的文章已經(jīng)不少了在這里
就不再一一介紹了.希望這些內(nèi)容能對大家有一定的幫助!
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