操作系统 2. 进程与线程 2021-04-06 浏览量 650 暂无评论 #### 操作系统之进程与线程 - [x] L8 CPU管理的直观想法 2021-03-19 管理CPU IO指令执行特别慢，比计算语句为10^6:1，如果计算指令与IO指令顺序执行，CPU利用率特别低，要提高CPU的利用率，多道程序交替执行  并发：多道程序放在内存中，CPU交替执行，切过去，切回来（改PC，即IP） 怎么实现这种交替执行呢？ - 记录返回地址和继续执行需要的数据 进程：进行中的程序 - [x] L9 多进程图像（Multiple Processes） 2021-03-20 用户创建多个进程，操作系统使用PCB（Process Control Block）记录这些进程，按合理的次序推进 多进程图像从启动开始到关机结束 main中的fork()创建了第一个进程，init执行了shell（Windows桌面） `if(!fork) {init();}` shell再启动其他进程 ```cpp int main(int argc, char* argv[]) { while(1) { scanf("%s", cmd); if(!fork()) {exec(cmd);} wait(); } } ``` 多进程的组织：PCB+状态+队列 交替：队列操作（设计到怎么取下一个进程）+调度+切换 ```cpp // 要使用汇编来精细控制 switch_to(pCur,pNew) { pCur.ax = CPU.ax; pCur.bx = CPU.bx; ... pCur.cs = CPU.cs; pCur.retpc = CPU.pc; CPU.ax = pNew.ax; CPU.bx = pNew.bx; ... CPU.cs = pNew.cs; CPU.retpc = pNew.pc; } ``` 如何解决多进程间的相互影响？多进程的地址空间分离（内存管理，映射表） 如何解决多进程间的相互合作？进程同步（锁！切换条件，检查锁，上锁，开锁） `fork()`：在现有进程中创建子进程，子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆栈等资源的**副本**，后面需要使用时，再分离修改。 - [x] L10 用户级线程（User Threads）yield 2021-03-20 进程 = 资源 + 指令执行序列 如果能将资源和指令执行分开，切换指令而资源不变，岂不美哉？==>线程（映射表不变而PC指针变） 线程和进程肯定都有自己适用的地方 线程： 概念：多个执行序列 + 一个地址空间 适用场景：多个线程配合完成一个任务，不需要地址隔离 实现：`pthread_create`创建，`yield`切换 存在的问题：如果两个线程共用一个栈，那么切换会出问题，线程内部函数切换和线程间切换就乱套了 解决：当然是隔离栈啦 ```cpp // 寄存器esp指向当前栈的指针 void Yield() { TCB2.esp = esp; esp = TCB1.esp; jmp xxx; // 这句话应该去掉，不然后面的}无法执行，少弹(ret)了一次栈 } // 创建TCB，并和栈关联 void ThreadCreate(A) { TCB *tcb = malloc(); *stack = malloc(); *stack = A; tcb.esp = stack; } ``` 缺点：如果一个线程进入内核后发生阻塞（如访问网卡IO，访问硬件需要通过内核），那么内核将会切换到其他进程，看不到这个线程后的其他线程，但是核心级线程是在内核中，并发性更好 - [x] L11 核心级线程（Kernel Threads）schedule 内核级线程才能真正发挥多核CPU的功能，因为用户级线程无法对硬件进行分配 多进程也不能，因为多核CPU的Cache和MMU是共享的 从用户级到内核级：两个栈到两套栈（每个都有用户栈和内核栈），内核级线程比用户级多了一步内核栈切换 那么内核栈在哪呢？中断进入（INT）内核时自动启用内核栈（硬件实现），IRET退出 - [x] L12 核心级线程实现实例 2021-03-22 <font color='red'>没有实际写代码，对汇编和C要求很高</font> - [x] L13 操作系统的那棵树 2021-03-23 梳理怎样从简单的顺序执行到用户态多进程再到内核态多进程 - [x] L14 CPU调度策略 根据任务需求综合考虑：响应时间，周转时间，系统内耗（切换次数） 前台任务、后台任务；IO约束型、CPU约束型 常见的调度算法： 1. First Come, First Served (FCFS)  2. 短作业优先（SJF）<u>那怎么知道谁长谁短呢？</u> 周转时间最短（后台任务），但是响应时间得不到保证 3. 轮转（RR）按时间片轮转调度 响应时间可以得到保证（前台任务），通过时间片大小控制，但是要控制进程数N 4. 优先级调度 前台任务优先级大于后台任务，但只用优先级调度会造成后台任务饥饿 如果后台任务优先级动态升高，前台的响应时间又得不到保证 如果前后台都是用时间片，那后台任务的SJF又得不到体现 - [x] L15 一个实际的schedule函数 2021-03-23 ```cpp void Schedule(void) { while(1) { c = -1; next = 0; i = NR_TASKS; p = &task[NR_TASKS]; // 这句话没明白；明白了（数组的末尾存放PCB） while(--i) // 下面的p没变吧；PPT中的程序少了 { if(!*--p) continue; // counter既有优先级的作用，又有时间片的作用 if((*p)->state==TASK_RUNNING&&(*p)->counter>c) c = (*p)->counter, next = i; // 找到就绪态counter最大的进程 } if(c) break; for(p=&LAST_TASK;p>&FIRST_TASK;--p) { if(*p) // 保证进入IO的进程再出来后优先级变大 (*p)->counter = ((*p)->counter>>1) + (*p)->priority; } } switch_to(next); } // counter时间片的作用 void do_timer(...) { if (--(current->counter)>0) return; current->counter = 0; // 到点就执行 schedule(); } ``` - [x] L16 进程同步与信号量 2021-03-24 场景：进程合作，多进程共同完成一个任务 只发信号不能处理多对多（多个生产者消费者）的问题，需要使用信号量 生产进程，消耗进程 - [ ] L17 对信号量的临界区保护 2021-03-25 问题： 不同进程共同修改（调度）信号量时可能会出错，导致信号量的含义不对。  解决方案： 上锁保护，修改信号量的代码放在临界区（一次只允许一个进程进入的该进程的那段代码） 临界区代码的保护原则： 1. 互斥进入； 2. 有空让进； 3. 有限等待 第一种：对称法容易造成卡死，非对称=轮转+标记（Peterson算法） 两个进程：Peterson算法 多进程：面包店算法（复杂） 第二种：硬件阻止另一个进程进入临界区，也就是阻止调度=>关中断（cli，sti），但是多核时不好使，只能控制一个CPU 第三种：硬件原子指令  - [x] L18 信号量的代码实现 2021-03-26 很隐蔽的队列：编译的时候，tmp放在当前进程的内核栈中，那么task_struct就能找到tmp，tmp又指向前一个task_struct  - [x] L19 死锁处理 2021-03-26 多进程环路等待 成因（比如信号量临界区的上锁和解锁间加入了别的信号量）： 1. 互斥使用； 2. 不可抢占； 3. 请求和保持； 4. 循环等待。 解决方案： 1. 死锁预防（资源浪费）； 2. 死锁避免，判断系统中的所有进程是否存在一个可完成的执行序列，即安全状态（银行家算法，时间复杂度高），如果可能产生死锁，则拒绝此次资源申请； 3. 死锁检测+恢复，不每次申请的时候都执行银行家算法，转而定时检测或者发现资源利用率低的时候检测（但发现问题时想回滚挺麻烦）； 4. 死锁忽略（因为最简单，而且出现死锁的概率小，并且重启可以解决，都采用这个方法我笑了） - 阅读全文 -
操作系统 1. 基础 2021-04-04 浏览量 803 暂无评论 操作系统--哈工大李治军 ## 操作系统之基础 打开电源CS=0xFFFF, IP=0x0000 寻址0xFFFF0（ROM BIOS映射区） 检查RAM，键盘，显示器，软硬磁盘 将磁盘0磁道0扇区（引导扇区512字节）读入0x7C00处 设置CS=0x07C0, IP=0x0000 执行bootsect （.s） 将引导0x7C00移动到0x9000:0x0000处 载入setup模块（4个扇区）到0x9000:0x0200处（int 0x13） 获取磁盘数 读光标--显示Loading system 读入system模块（0x1000+0x8000[SYSSIZE, 编译操作系统时设置]） jmpi 0, SETUPSEG 执行setup 取出光标位置（0x90000），扩展内存大小（0x90002） 将system模块移到0地址（所以上面要先将引导扇区移到0x9000:0x0000处） 进入保护模式并跳转至0地址（mov ax, #0x0001 mov cr0, ax jmpi 0, 8） [cr0寄存器最后一位设为1时，进入保护模式，寻址方式发生改变，使用地址翻译（从GDT全局描述符表中选择基址），0时为实模式] 执行system 第一部分代码为head.s（32位汇编代码），利用压栈调用C函数（main.c） 进入main函数（各种初始化） 进入main函数后永不退出，操作系统一直运行 - [x] L1 什么是操作系统 2021-03-17 - [x] L2 开始揭开钢琴的盖子 2021-03-17 - [x] L3 操作系统启动 2021-03-17 - [x] L4 操作系统接口 2021-03-18 系统接口就是提供一些函数来完成系统调用，实现应用程序和操作系统的交流。POSIX标准 - [x] L5 系统调用的实现 2021-03-18 既然应用程序和内核都在内存中，为什么应用程序不能直接访问内存，获取想要的东西，而要通过系统调用？那当然啦，不然岂不是什么都能轻易被人拿去了，密码随便就没了 **那怎么禁止这种乱用（jmp，mov）内核呢？** 使用硬件实现隔离（内核态，用户态），目标特权级（DPL），当前特权级（CPL，CS的最后两位），数字越小，特权越大 硬件也提供了主动进入内核的方法，让系统调用可以进入内核执行，**int 0x80中断指令**，将DPL设为3，进入内核后，CPL置为0 应用程序-->库函数-->系统调用（内嵌汇编，包含int指令，根据编号执行相应指令） **int 0x80:** ``` void sched_init(void) { set_system_gate(0x80, &system_call)} ``` **怎么添加系统调用呢？** 修改kernel/system_calls.s中的系统调用总数nr_system_calls， 在include/linux/sys.h中的sys_call_table添加对应的系统调用函数 新增who.c文件，里面编写sys_iam和sys_whoami，并修改Makefile文件，将who.c添加到内核中 在/usr/include/unistd.h中添加__NR_xxx xx，然后编写iam.c和whoami.c 编译内核，gcc编译iam.c和whoami.c - [x] L6 操作系统历史 IBSYS批处理-->OS360多道程序（多进程，作业之间切换调度）-->MULTICS分时系统（多人）-->UNIX-->Linux <font color='red'>多进程图谱（CPU、内存）</font> <font color='red'>文件操作（IO、磁盘、文件）</font> - [x] L7 我们的任务 - 阅读全文 -
CPP 17. 输入、输出和文件 2020-12-03 浏览量 575 暂无评论 # 第17章 输入、输出和文件 ## 17.4 文件输入和输出 ```cpp ofstream fout; fout.open("jar.txt"); // 默认模式打开文件进行输出，如果没有这样的文件，将创建一个新文件， // 如果有这样的文件，则打开文件将清空文件 // 可以通过ios_base::xx设置模式 // ofstream fout("jar.txt"); fout << "Dull Data"; ifstream fin; fin.open("jar.txt"); // ifstream fin("jar.txt") // 检测文件是否打开成功 if (fin.fail()) {...} if (!fin.good()) {...} if (!fin) {...} if (fin.is_open()) {...} // best ``` - 阅读全文 -
CPP 16. String类和标准模板库 2020-12-03 浏览量 610 暂无评论 # 第16章 String类和标准模板库 - 标准C++ string类 - 模板auto_prt, unique_ptr, shared_ptr--智能指针 - 标准模板库（STL）--泛型编程 - 容器类 - 迭代器 - 函数对象（functor） - STL算法 - 模板initializer_list ## 16.1 string类 ### 16.1.1 构造字符串 <center><img src="http://lcipm.com/Jineng/picture-bed/uploads/3aebe722f8e6b012eb561d2c68fa1021/20201129215430.png"></center> ### 16.1.2 string类输入 C-风格字符串 ```cpp char info[100]; cin >> info; cin.getline(info, 100); // discard \n cin.get(info, 100); // leave \n in queue ``` string对象 ```cpp string stuff; cin >> stuff; - 不断读取，直到遇到使isspace()为true的空白字符并将其留在输入队列中 getline(cin, stuff); ``` 两个版本的getline()都有一个可选参数，用于指定使用哪个字符来确定输入的边界； ```cpp cin.getline(info, 100, ':'); getline(info, ':'); // 自动调整目标string对象的大小 - 到达文件尾，设置输入流的eofbit，fail()和eof()都将返回true - 遇到分解字符（默认为\n） - 读取的字符数达到最大允许值，设置输入流的failbit，fail()返回true ``` ### 16.1.3 使用字符串 1. 6个关系运算符 2. 长度，size(), length() 3. 搜索，find(), rfind(), find_first_of(), find_last_of(), find_first_not_of(), find_last_not_of() ```cpp size_type find(const string & str, size_type pos = 0) const size_type find(const char * s, size_type pos = 0) const size_type find(const char * s, size_type pos = 0, size_type n) size_type find(char ch, size_type pos = 0) const ``` 4. 删除 5. 替换 6. 插入 7. 当前分配给字符串的内存块的大小，capacity() 8. 请求内存块的最小长度，reserve() 9. 指向C-风格字符串的指针，c_str() ## 16.2 智能指针模板类 思想：定义类似指针的对象，当智能指针过期时，其析构函数将使用delete来释放内存。 有：auto_ptr, unique_ptr, shared_ptr，后两个是C++11的，摒弃了第一个，因为auto_ptr可能会出现所有权丢失的问题：当使用auto_ptr指向已有auto_ptr时，原来的所有权就会丢失。 ```cpp #include <memory> void remodel(std::string & str) { std::auto_prt<std::string> ps (new std::string(str)) if (weird_thing()) throw exception(); str = *ps; return; } // 所有权丢失，好处：防止删除一个对象两次，坏处：无法再使用p1 auto_ptr<string> p1 (new string("auto")); auto_ptr<string> p2; p2 = p1; // 当把auto_ptr换成shared_ptr时，不会丢失所有权，而是将引用次数加1 // 当把auto_ptr换成unique_ptr时，p2 = p1将非法 ``` ## 16.3 标准模板库 ### 16.3.1 模板类vector 容器、迭代器 ```cpp vector<double> scores; vector<double>::iterator pd; // auto pd = scores.begin(); 更简洁 pd = scores.begin(); *pd = 22.3; ++pd; for (pd = scores.begin(); pd != scores.end(); pd++) cout << *pd << endl; // 一些方法 push_back(): 将元素添加到元素末尾 erase(): 删除矢量中给定区间的元素，左闭右开 insert(): 向一个容器的某个位置插入另一个容易对象的某个区间元素 vector<int> old_v; vector<int> new_v; old_v.insert(old_v.begin(), new_v.begin() + 1, new_v.end()); ``` STL函数 ```cpp for_each(): 将被指向的函数应用于容器区间中的各个元素，很像python的map呀 random_shuffle(): 随机排列容器区间中的元素 sort(): 两个版本 一个默认使用为存储在容器中的类型元素定义的<运算符，升序 如果容器是用户定义的，则需要提供成员或非成员函数operator<() 另一个版本接受三个参数，前两个同上，为区间，第三个为自定义的排序规则函数名称，返回值为bool ``` ### 16.3.2 基于范围的for循环（C++11） ```cpp double prices[3] = {4.55, 234.3, 23.3}; for (double x : prices) // 括号内的代码声明一个类型与容器存储的内容相同的变量 cout << x << std::endl; for_each(books.begin(), bookd.end(), ShowReview); 类似于 for (auto x : books) ShowReview(x); 但是基于范围的for循环可以修改容器的内容，只要指定一个引用参数 void InflateReview(Review &r){r.rating++;} for (auto x : books) InflateReview(x); ``` ## 16.4 泛型编程 面向对象编程关注编程的数据方面，而泛型编程关注的是算法，都是抽象和创建可重用代码。 模板使得算法独立于存储的数据类型，迭代器使算法独立于使用的容器类型。 ### 16.4.1 迭代器的基本特征 1. 可对迭代器执行解除引用操作，即定义*p； 2. 可将一个迭代器赋给另一个，即定义p=q； 3. 可比较迭代器，即定义p==q，p!=q； 4. 可通过迭代器遍历容器中的所有元素，即定义++p和p++。 **5种迭代器：** 输入迭代器：读取，单向，可以递增，但不能倒退，每次迭代的顺序不一定相同 输出迭代器：只写，单向 正向迭代器：读写，总是按相同的顺序遍历一系列值，使用++运算符 双向迭代器：具有正向迭代器的所有特性，还可-- 随机访问迭代器：具有双向迭代器的所有特性，还可使用a[10] ```cpp typedef double * iterator; iterator find_ar(iterator begin, iterator end, const double & val) { iterator ar; for (ar = begin; ar != end; ar++) if (*ar == val) return ar; return end; } ``` 容器有一些基本的特征和要求。 下面就是一些容器类型和用法。 1. vector，强调快速访问 2. deque，双端队列 3. list，强调快速插入和删除，它表示双向链表 4. list工具箱 5. forward_list 6. queue，适配器类 7. priority_queue，适配器类，与queue的区别在于，它将最大的元素移到队首 8. stack，适配器类 9. array，不是STL容器，因为它的长度是固定的 **关联容器：基于树结构** 1. set，可翻转，经过排序 2. multiset， 3. map， 4. multimap，与set类似，但键和值的类型不同，且同一个键可能与多个值相关联 ```cpp #include <map> #include <algorithm> typedef int KeyType; typedef std::pair<const KeyType, std::string> Pair; typedef std::multimap<KeyType, std::string> MapCode; int main() { using namespace std; MapCode codes; codes.insert(Pair(415, "Beijing")); codes.insert(Pair(110, "Nanjing")); // Number of cities with area code 415 codes.count(415) MapCode::iterator it; for (it = codes.begin(); it != codes.end(); ++it) cout << " " << (*it).first << " " << (*it).second << endl; pair<MapCode::iterator, MapCode::iterator> range = codes.equal_range(110); for (it = range.first; it != range.second; ++it) cout << (*it).second << endl; return 0; } ``` 无序关联容器：基于哈希表 ## 16.5 函数对象 函数对象，也叫函数符（functor），包括**函数名、指向函数的指针和重载了()运算符的类对象**，它们都可以以函数方式与()结合使用。 STL通过模板解决for_each处理容器中不同类型数据的问题。 ```cpp template<class InputIterator, class Function> // 这就是为什么for_each无法修改 Function for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function f); ``` 头文件functional定义了多个模板类函数对象  **自适应函数符和函数适配器** 自适应生成器、自适应一元函数、自适应二元函数、自适应谓词、自适应二元谓词 假设有一个自适应二元函数对象f2()，则可以创建一个binder1st对象，使之与第一个参数相关联 ```cpp binder1st(f2, val) f1; 这样，使用f1(x)时等价于f2(val, x) 简化版：不需要f2为自适应函数 bind1st(multiplies<double>(), 2.5) ``` ## 16.6 算法 ### 16.6.1 算法组 STL将算法库分成4组： 头文件algorithm - 非修改式序列操作； - 修改式序列操作； - 排序和相关操作； 头文件numeric - 通用数字运算。 就地算法（in-place algorithm）：sort() 复制算法（copying algorithm）：copy() transform()可以以这两种方式完成工作。 ## 16.7 其他库 vector, valarray, array initializer_list vector是一个容器类和算法系统的一部分，valarray更适合于数组计算，array为替代内置数组而设计，提供更好、更安全的接口，让数组更紧凑、效率更高。 - 阅读全文 -
CPP 15. 友元、异常和其他 2020-11-29 浏览量 589 暂无评论 # 第15章 友元、异常和其他 - 友元类 - 友元类方法 - 嵌套类 //上述都是在其他类中声明的类 - 引发异常、try块和catch块 - 异常类 - 运行阶段类型识别（RTTI） - dynamic_cast和typeid - static_cast、const_cast和reiterpret_cast ## 15.1 友元类 友元类适用于两个类既不是继承关系，又不是包含关系，但两个类又有关系的情况，如遥控器和电视机。 ```cpp // tv.h #ifndef TV_H_ #define TV_H_ class Tv { public: friend class Remote; // Remote可以使用Tv的私有成员 enum {Off, On}; enum {MinVal, MaxVal = 20}; enum {Antenna, Cable}; enum {TV, DVD}; Tv(int s = Off, int mc = 125) : state(s), volume(5), maxchannel(mc), channel(2), mode(Cable), input(TC) {} void onoff() {state = (state == On) ? Off : On;} // void onoff() {state ^= 1;} bool ison() const {return state == On;} bool volup(); bool voldown(); void chanup(); void chandown(); void set_mode() {mode = (mode == Antenna) ? Cable : Antenna;} void set_input() {input = (input == TV) ? DVD : TV;} void setting() const; private: int state; int volume; int maxchannel; int channel; int mode; int input; }; class Remote { ... }; ... ``` **友元成员函数：** 仅让特定的类成员成为另一个类的友元。 ```cpp // 前向声明，因为Remote的方法提到了Tv对象，且Tv对象中也有Remote方法的声明 // 在Tv类的声明中看到Remote的一个方法被声明为Tv类的友元之前，应该先看到Remote类 // 的声明和set_chan()方法的声明；同理，Remote类声明中不要有内联代码，将方法的 // 定义放在Tv类声明之后，并使用关键字inline使其成为内联方法 class Tv; class Remote {...}; class Tv { friend void Remote::set_chan(Tv & t, int c); // 这样Remote类的set_chan成员就可以访问Tv类的私有成员 }; ``` **其他友元关系：** 两个类互为友元 对于使用Remote对象的Tv方法，其原型可在Remote类声明之前声明，但必须在Remote类声明之后定义。 ```cpp class Tv { friend class Remote; public: void buzz(Remote & r); ... }; class Remote { friend class Tv; public: void Bool volup(Tv & t) {t.volup();} ... }; inline void Tv::buzz(Remote & r) { ... } ``` **共同的友元：** ```cpp // 前向声明 class Analyzer; class Probe { friend void sync(Analyzer & a, const Probe & p); friend void sync(Probe & p, const Analyzer & a); ... } class Analyzer { friend void sync(Analyzer & a, const Probe & p); friend void sync(Probe & p, const Analyzer & a); ... }; inline void sync(Analyzer & a, const Probe & p) { ... } inline void sync(Probe & p, const Analyzer & a) { ... } ``` ## 15.2 嵌套类 在另一个类中声明的类被称为嵌套类（nested class）。包含类的成员函数可以创建和使用被嵌套类的对象，而仅当声明位于共有部分，才能在包含类的外面使用嵌套类，而且必须使用作用域解析运算符。 什么时候需要使用嵌套类：通常是为了帮助实现另一个类，并避免名称冲突，使用类来存放变量可以利用类构造函数方便地赋值。 #### 15.3 异常 1. throw语句将控制权向上返回到第一个这样的函数：包含能够捕获相应异常的try-catch组合。 2. 引发异常时编译器总是创建一个临时拷贝。 3. catch块的排序顺序应该与异常类派生顺序相反，因为引发的异常对象将被第一个与之匹配的catch块捕获。  4. 可以使用省略号来表示异常类型，从而捕获任何异常。 ```cpp #include <cstdlib> std::abort(); // 发送消息：abnormal program termination，终止程序 std::exit(); // 不发送消息，终止程序 // 更希望遇到异常时进行一些处理，而不是直接终止程序，这时候可以返回错误码或者 // throw引发异常并用catch捕获异常，try后面可以跟好几个catch与对应异常类型匹配 // 如果没找到对应的catch，默认异常终止 // 程序进行栈解退以回到能够捕获异常的地方时，将释放栈中动存储型变量。 // 如果变量是类对象，将为该对象调用析构函数。 #include <iostream> double hmean(double a, double b); int main() { double x, y, z; std::cout << "Enter two numbers: "; while (std::cin >> x >> y) { try { z = heamn(x, y); } catch (const char * s) // 与字符串异常匹配 { std::cout << s << std::endl; std::cout << "Enter a new pair of numbers: "; continue; } std::cout << "Harmonic mean of " << x << " and " << y << " is " << z << std::endl; std::cout << "Enter next set of numbers. <q to quit>: "; } std::cout << "Bye!\n"; return 0; } double hmean(double a, double b) { if (a == -b) throw "some description"; return 2.0 * a * b / (a + b); } ``` **exception类** 可以将exception类用作异常的基类，里面有个名为what()的虚拟成员函数，它返回一个字符串。 一些基于exception的异常类型。 1. stdexcept异常类 这些类中都有一个可以为what()提供返回字符串的构造函数。 两个派生类系列的基类： a. logic_error系列：可通过编程修复 - domain_error：定义域 - invalid_argument：有效参数 - length_error：空间 - out_of_bounds：索引错误 b. runtime_error系列：存在无法避免的问题 - range_error： - overflow_error：上溢 - underflow_error：下溢 2. bad_alloc异常和new 当使用new出现内存分配问题时，以前是返回一个空指针，现在是让new引发bad_alloc异常。 3. 空指针和new 为了兼容以前的返回空指针的new ```cpp int * pi = new (std::nothrow) int; ``` 异常的意外情况： 意外异常：不与规范列表中的某种异常匹配，先调用unexpected()函数，这个函数将调用terminate()函数，可修改，set_unexpected(func_name) 未捕获异常：不会导致程序立刻终止，而是先调用函数terminate()，默认情况下，terminate()调用abort()函数，可修改，set_terminate(func_name) 可以设计一个替代函数，将意外异常转换为bad_exception异常 ```cpp #include <exception> using namespace std; void myUnexpected() { throw std::bad_exception(); // 仅使用throw，而不指定异常将导致重新引发原来的异常 } ``` ## 15.4 RTTI(Runtime Type Identification) 为什么会出现RTTI？想知道类型，那为什么要知道类型呢？1. 派生对象可能包含不是继承而来的方法，只有某些类型的对象可以使用该方法；2. 想跟踪生成的对象的类型。 **注意：只能将RTTI用于包含虚函数的类层次结构，因为只有对于这种类层次结构，才应该将派生对象的地址赋给基类指针。** 如何支持RTTI？ 1. 如果可能的话，dynamic_cast运算符，使用一个指向基类的指针来生成一个指向派生类的指针，否则，该运算符返回0--空指针； ```cpp // 指针pg的类型是否可以被安全地转换为Superb *？ // 可以的话，就返回对象的地址 // 不可以的话，返回空指针 Superb * pm = dynamic_cast<Superb *>(pg); ``` 2. typeid返回一个指出对象的类型的值； ```cpp // 头文件typeinfo // typeid运算符使得能够确定两个对象是否为同种类型 // 接受两种参数：类名；结果为对象的表达式 // 返回一个对type_info对象的引用，包含一个name()成员 typeid(Magnificent) == typeid(*pg) // 如果pg是一个空指针，程序将引发bad_typeid异常 ``` 3. type_info结构存储了有关特定类型的信息 ## 15.5 类型转换运算符  🐸：给爷看笑了。 出现的原因：C语言中的类型转换运算符太过松散。 4个类型转换运算符：dynamic_cast; const_cast; static_cast; reinterpret_cast。 1. dynamic_cast ```cpp // 假设High和Low是两个类，ph和pl的类型分别为High*和Low* // 则仅当Low是High的可访问基类时，下面的语句才将一个Low*指针赋给pl // 这个指针指向谁？ pl = dynamic_cast<Low *> ph; ``` 2. const_cast ```cpp // 用于执行只有一种用途的类型转换，即const或volatile const_cast <type-name> (expression) // 除了const或volatile特征可以不同外，type_name和expression的类型必须相同 High bar; const High * pbar = &bar; High * pb = const_cast<High *> (pbar); // 使*pb成为一个可用于修改bar对象值的指针 // 只有当指向的值不是const时才可行 ``` 3. static_cast ```cpp // 仅当type_name可被隐式转换为expression所属的类型或反过来时，转换才是合法的 static_cast <type_name> (expression) ``` 4. reinterpret_cast ```cpp // 用于天生危险的类型转换 struct dat {short a; short b;}; long value = 0xA224B11B; dat * pd = reinterpret_cast<dat *> (&value); cout << hex << pd->a; // 显示value的前2个字节 ``` - 阅读全文 -
