浅析C++的特殊工具与技术

一、优化内存
1、策略：预先分配用于创建对象的内存，需要时在预先分配的内存中构造每人新对象。

2、allocator类；a.destroy(p),运行T*指针p所指对象的析构函数。注意，运行析构函数并不释放对象所在的内存，要想释放内存就要调用函数a.deallocate(p,n),释放然为p的T*指针中包含的地址处保存T类型的n个对象。

3、operator new函数与operator delete函数；注意与new和delete表达式区别。operator new和operator delete是函数，而new和delete是表达式。它们都返回void*指针而不是类型化的指针。使用allocator比直接使用operator new和operator delete函数更为类型安全。标准库函数operator new和operator delete可以说是allocator的allocate和deallocate成员的低级版本，它们分配但不初始化内存。注意，调用operator delete函数不会运行析构函数，它只释放指定的内存。

4、定位new表达式；定位new表达式在已分配的原始内存中初始化一个对象，它与new的其他版本的不同之外在于，它不分配内存。相反，它接受指向已分配但未构造内存的指针，并在该内存中初始化一个对象。定位new表达式使我们能够在特定的、预分配的内存地址构造一个新对象。表达式为new (place_address) type或new (place_address) type(initialzer-list),place_address必须是一个指针，initial-list是一个可为空的初始化列表，例如：new (sp)string(b,e)。定位new表达式初始化一个对象的时候，它可以使用任何构造函数，并直接建立对象。

5、创建新的对象的时候，可以在这个预先分配的空间构造对象。释放对象的时候，将它们放回预先分配对象的块中，而不是将内存真正返回给系统。所以可以通过定义（或继承）自己的名为operator new和operator delete的成员，来管理自身类型的内存，否则，调用这些函数的标准库版本。因为在构造对象前要使用operator new在对象撤销后使用operator delete所以，成员new和delete函数必须是静态的。

二、运行时类型识别
1、通过运行时类型识别（RTTI）,程序能够使用基类的指针或引用来检索这些指针或引用所指对象的实际派生类型。通过两个操作符提供RTTI:

*typeid 操作符，返回指针或引用所指对象的实际类型
*dynamic_cast操作符，将基类类型的指针或引用安全地转换为派生类型的指针或引用

2、dynamic_cast操作符；用法：dynamic_cast<Type */&>(val),Type是转换的目标类型，val是基类类型的对象。
如，if(Derived *derivedPtr=＝dynamic_cast<Derived*>(basePtr){...}。

dynamic_cast操作符执行的验证必须在运行时进行。如果转换到指针类型失败，则dynamic_cast的结果为0；如果转换到引用类型的dynamic_cast失败，则抛出一个bad_cast类型的异常。

3、typeid操作符；表达式：typeid(e),e是任意表达式或者是类型名。typeid操作符可以与任何类型的表达式一起使用。typeid最常见的用途是比较两个表达式的类型，或者将表达式的类型与特定类型相比较。例如：if(typeif(*derivedPtr)==typeid(Derived);

三、类成员的指针
1、声明成员指针。成员指针只应用于非static成员，static成员指针是普通指针。

2、定义数据成员的指针。既要表明成员的类型，又要表明成员所属的类。
如string Screen::*,是指向Screen类的string成员的指针。

3、定义成员函数的指针。

一致的匹配要求：
*函数形参的类型和数目，包括成员是否为const
*返回类型
*所属类的类型
如：char (Screen::*)()const

4、使用类成员的指针；
*成员指针解引用操作符（.*）从对象或引用获取成员
*成员指针箭头操作符（->*）通过对象的指针获取成员
可以定义一个数组保存指向每个光标移动函数的指针。

更多内容，见上篇：指向类成员的指针并非指针。或参考《C++必知必会》

四、嵌套类
在一个类内部定义另一个类。嵌套类是独立的类，基本上与它们的外围类不相关，因此，外围类和嵌套类是互相独立的。外围类对嵌套类的成员特殊访问权，并且嵌套类对其外围类的成员也没有特殊访问权。嵌套类的名字在其外围类的作用域中可见，但在其他类作用域或定义外围类的作用域中不可见。嵌套类可以具有与非嵌套类相同种类的成员。

1、嵌套在类模板内部的类是模板；

2、定义；在其类外部定义的嵌套类的成员，不能定义在外围类内部，嵌套类的成员不是外围类的成员。为了在外围类的外部定义类体，必须用外围类的名字既定嵌套类的名字。注意，我们仍然必须在外围类的定义体中声明嵌套类。嵌套类中声明的静态成员的定义也放在外层作用域中。

3、嵌套类型对象只包含嵌套类型的成员，不能使用this获取外围类的成员。外围类也不能直接调用嵌套类中的成员。嵌套类可以直接引用外围类的静态成员、类型名和枚举成员。

五、联合：节省空间的类；
1、一个union对象可以有多个数据成员，但在任何时刻，只有一个成员可以有值。

2、为union对象分配的存储量至少与union的最大烦数据成员一样大。

3、union不能作为基类使用，成员能为虚函数，也不能定义构造函数、析构函数或赋值操作符的类类型成员。

4、为了知道union对象中的值，通常会把一个枚举型的变量作为union对象的判别式。