Note for C++

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1. ifndef

头件的中的#ifndef，这是一个很关键的东西。比如你有两个C文件，这两个C文件都include了同一个头文件。而编译时，这两个C文件要一同编译成一个可运行文件，于是问题来了，大量的声明冲突。

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#ifndef <标识>
#define <标识>

......
......
#endif

标识的命名有规定：每个头文件的命名应该是唯一的，标识的命名规则是头文件名字的大写，前后加下划线，文件名中的 . 也变成下划线

2. extern

2.1 extern 做变量声明

extern 声明的全局变量和函数可以实现跨文件访问

一般把所有全局变量和全局函数的实现都放在一个 *.cpp 文件里面，然后用一个同名的 *.h 文件包含所有的函数和变量的声明。

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//Demo.h
#pargma once
extern inta;
extern intb;
int add(inta,intb);
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//Demo.cpp
int a = 10;
int b = 20;
int add(intm,intn)
{
    return intm+intn;
}

3. std::deque

std::deque （ double-ended queue ，双端队列）是有下标顺序容器，它允许在其首尾两段快速插入及删除。

4. Make

代码变为可执行文件的过程叫编译(complie)，对编译的安排就是构建(build)。

4.1 Make 命令

make 是一个根据指定的 Shell 命令进行构建的工具。

4.2 Makefile 文件的格式

Makefile 由一系列规则组成，形式如下：

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<target>:<prerequisites>
[tab]<commands>

4.2.1 目标 (target)

一个目标就是是一个规则，目标通常是文件名，指明 Make 命令所有构建的对象。目标可以是多个文件名，中间用空格分隔。

目标可以是某个操作的名字，称为“伪目标” (phony target)。

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.PHONY:clean
clean:
    rm *.o

执行伪目标时要明确声明，因为如果当前目录中，正好有一个文件叫做clean，那么这个命令不会执行。因为Make发现clean文件已经存在，就认为没有必要重新构建了，就不会执行指定的rm命令。

make 不加参数时默认执行Makefile文件的第一个目标。

4.2.2 前置条件 (prerequisites)

前置条件是一组文件名，之间用空格分隔。它指定了“目标”是否重新构建的标准：只要有一个前置文件不存在，或者有过更新（以时间戳为准），“目标“就需要重新构建。

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result.txt: source.txt
    cp source.txt result.txt

构建 result.txt 的前置条件是 source.txt 。如果当前目录中，source.txt 已经存在，那么make result.txt可以正常运行。

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source.txt:
    echo "this is the source" > source.txt

source.txt后面没有前置条件，就意味着它跟其他文件都无关，只要这个文件还不存在，每次调用 make，它都会生成。

生成多个文件的写法：

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source: file1 file2 file3

在这种写法中，source 只是一个伪目标。

4.2.3 命令 (commands)

命令表示如何更新目标文件，是构建目标的具体指令，运行的结果通常是生成目标文件。

每行命令之前必须有一个 tab 键，亦可以用 .RECIPEPREFIX 声明。

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.RECIPEPREFIX = >
all:
> echo Hello, world

每个命令都是在一个单独的 shell 中执行的，且这些 shell 之间 没有 继承关系。

4.3 Makefile 语法

  1. 注释 #
  2. 回声(echoing) make会打印每条命令，然后再执行，这就叫做回声（echoing），在命令的前面加上@，就可以关闭回声。
  3. 通配符 用于指定一组符合条件的文件名。
  4. 模式匹配 类似正则的匹配方式。
  5. 变量和赋值符 自定义变量调用使用 $() 调用 shell 变量使用 $$HOME 的形式。赋值符有 = := ?= += 四种
    • = 赋值，类似于引用，即 c=a+b 若 a 的值之后发生了变化，c的值也会变化
    • := 和 = 正好相反
    • ?= 如果没有被赋值过就赋予等号后面的值
    • += 追加等号后面的值
  6. 内置变量 \$(CC) 指向当前使用的编译器，\$(MAKE) 指向当前使用的Make工具，还有很多。
  7. 自动变量
    • \$@ 指代当前目标，就是 Make 命令当前构建的那个目标。
    • \$< 指代第一个前置条件。比如，规则为 t: p1 p2，那么 \$< 就指代p1。
    • \$? 指代比目标更新的所有前置条件，比如，规则为 t: p1 p2，其中 p2 的时间戳比 t 新，\$? 就指代p2。
    • \$^ 指代所有的前置条件。
    • \$ 指代匹配符 % 匹配的部分， 比如 % 匹配 f1.txt 中的f1 ，\$ 就表示 f1。
    • \$(@D) 和 \$(@F) 分别指向 \$@ 的目录名和文件名。比如，\$@ 是 src/input.c，那么 \$(@D) 的值为 src ，$(@F) 的值为 input.c。
    • \$(<D) 和 \$(<F) 分别指向 \$< 的目录名和文件名。
  8. 判断和循环 使用 Bash 语法
  9. 函数
    • wildcard 通配符
      使用 src = $(wildcard *.cpp) 来获取工作目录下所有的 .cpp 文件列表
    • notdir 去除路径信息
      使用 dir = $(notdir $(src)) 去除 src 中的路径信息
    • patsubst 匹配替换
      obj=$(patsubst %.cpp,%.o,$(dir)) 或者 obj=$(dir:%.c=%.o) 把 dir 中后缀是 .cpp 的替换为 .o

5. g++

5.1 g++ 的基本用法：

编译器的默认动作：

  1. 预处理 .i 文件

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    g++ -E test.cpp -o test.i

  2. 预处理后的文件转为汇编语言 .s 文件

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    g++ -S test.i -o test.s

  3. 将汇编语言变为目标代码 .o 文件

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    g++ -c -test.s -o test.o

  4. 链接生成可执行程序 bin 文件，-o 为将产生的可执行文件用指定的文件名

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    g++ test.o -o test

  5. -l 用于指定程序要链接的库，-l 参数紧接着就是库名字，例如 lib.OpenNI.so 的库名字是 OpenNI

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    g++ test.cpp -lOpenNI

    存在于 /lib /local/lib usr/local/lib 的库文件可以用 -l 参数进行链接。

    -L 用于指定库文件所在的目录，例如 -L/usr/X11R6/lib -lX11 。还有一些高级用法暂时不懂…

  6. -I 用于指定头文件所在的目录，可以加相对路径 -I../。 -include 用于指定头文件(因为代码里会 #include xxx，所以一般不用)。

  7. -Wall、-w、-v

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    -Wall   打印出gcc提供的警告信息

    -w      关闭所有警告信息

    -v      列出所有编译步骤

  8. -g 编译的时候会产生调试信息

5.2 示例

如果多于一个的源码文件在 g++ 命令中指定，它们都将被编译并被链接成一个单一的可执行文件。例如:

  1. 头文件，定义了具有一个函数的类

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    /*speak.h*/
    #include <iostream>
    class Speak
    {
        public:
            void sayHello(const char *);
    };

  2. 说明了函数的内容

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    /* speak.cpp */
    #include "speak.h"
    void Speak::sayHello(const char *str)
    {
        std::cout << "Hello " << str << "\n";
    }

  3. 使用 Speak 类

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    /* hellospeak.cpp */
    #include "speak.h"
    int main(int argc,char *argv[])
    {
        Speak speak;
        speak.sayHello("world");
        return(0);
    }

  4. 使用 g++ 进行编译：

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    g++ hellospeak.cpp speak.cpp -o hellospeak

6. 写一个通用的 Makefile 文件

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.PHONY all clean

CXX = g++
CXXFLAGS = -Wall -g
INCLUDES = -Iinclude
LIBS = -lm
TARGET = ../bin/demo

SRCDIR := src
TESTDIR := test
SRCOBJS := $(patsubst %.cpp,%.o,$(wildcard $(SRCDIR)/*.cpp))
TESTOBJS := $(patsubst %.cpp, %.o, $(wildcard $(TESTDIR)/*.cpp))
OBJS := $(SRCOBJS) $(TESTOBJS)

all: $(TARGET)

$(TARGET):$(OBJS)
    $(CXX) $(CXXFLAGS) $(INCLUDES) $(LIBS) $^ -o $@

%.o:%.cpp
    $(CXX) $(CXXFLAGS) $(INCLUDES) $< -c -o $@

clean:
    -@rm $(TARGET) $(OBJS)