c++琐碎存疑知识点梳理_c++琐碎知识

1、关于break的使用：

使用场景：用于跳出选择语句或者是循环语句

• 在switch语句中，跳出当前的case；
• 在循环语句中，跳出当前的循环语句。（注意，对于嵌套循环，跳出的是最内层的循环语句）

２、关于continue语句的使用：

作用：终止最近的循环中的当前迭代，开始下一次迭代 ；

使用场景：for 、while和do while 循环内部

注意：对于while和do while循环语句，继续进行下一次循环的条件判断；对于传统的for循环，会执行当前循环的循环更新表达式；

3、关于Double类型数据大小比较

遇到的问题简化示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	for(double i=0.1;i<1;i+=0.1)
	cout<<i<<" ";
	// 输出结果为 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
}

因为精度问题，这样使用和日常使用的int类型相同的方法是不行的，需要这样比较： 

#include <math.h>　　　　//头文件要记得加
 
const double EPS = 1e-6;  //一般这样子就够，但有时具体题目要考虑是否要更小的 
 
if(fabs(a-b) < EPS)  //判断是否相等 
 
if(a > b+EPS)   // 判断a是否大于b，因为大的肯定大，所以即使你小的加上，还是会更大

修改如下：

#include<iostream>
#include<cmath> 
const double eps = 1e-6;//一般负六次就够了
using namespace std;
int main(){
	for(double i=0.1;i+eps<1;i+=0.1)
	cout<<i<<" ";
	// 输出结果为 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 
}

４、关于文件输入输出

对于C语言输入输出流的底层知识学习：

参考文章：一文带你读懂C/C++语言输入输出流与缓存区 - 知乎 (zhihu.com)

缓冲区——内存空间的一部分,也就是说在内存空间中预留了一定大小的存储空间，这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据，这部分预留的空间就叫做缓冲区,根据其对应的是输入设备还是输出设备，分为输入缓冲区和输出缓冲区。

缓冲区的刷新:

• 缓冲区满时;
• 执行flush语句，即使用特定函数刷新缓冲区;
• 执行endl语句，即行缓冲区遇到回车时;
• 关闭文件。

可见，缓冲区满或关闭文件时都会刷新缓冲区，进行真正的I/O操作。

另外，在C++中，我们可以使用flush函数来刷新缓冲区(执行I/O操作并清空缓冲区) 如：

cout << flush; //将显存的内容立即输出到显示器上进行显示

所以在程序中向文件中输出内容（不含换行）的时候， 如果在程序结束之前断点调试的时候打开文件查看，则是看不到任何东西的！不要以为是出现问题了，实际上只是因为输出的内容还在缓冲区中，等程序执行完之后就会在文件中显示了。

 此外：（歪一下楼，这篇文章中对于getchar()函数的使用讲解非常好，这里摘录一下：

int getchar(void) ;

说明：当程序调用getchar()函数时，程序就等着用户按键，用户输入的字符被存放在键盘缓冲区中，直到用户按回车为止（回车字符也放在缓冲区中）。当用户键入回车之后，getchar()函数才开始从键盘缓冲区中每次读入一个字符。也就是说，后续的getchar()函数调用不会等待用户按键，而直接读取缓冲区中的字符，直到缓冲区中的字符读完后，才重新等待用户按键。）

 5、按位逻辑运算

1、按位与 &

参加运算的两个数据，按二进制位进行“与”运算。

例如：

int AndOperator(int &a, int &b){
    return a & b;
}
int main(){
	// 3&5 即 0000 0011 & 0000 0101 = 0000 0001  因此，3&5的值得1
    int a = 3, b = 5;
    cout<< AndOperator(a, b) <<endl;
    return 0;
}

注意：负数按补码形式参加按位与运算。

例如： -3 & 5

　　　即 1111 1101 & 0000 0101 = 0000 0101

　　　因此，-3 & 5的值得5

按位与运算的应用：

1、清零。若想将一个单元清零，即使其全部二进制位为0，只要与一个各位都为零的数值相与， 结果为零。 例：3 & 0 = 0

2、取一个数的指定位。指定位置为1，其余为0。

例：设 X = 10101110，

　　取X的低4位： X & 0000 1111 = 0000 1110

　　取X的第5位： X & 0000 1000 = 0000 1000

3、判断奇偶 根据未位是0还是1来决定，为0就是偶数，为1就是奇数。因此可以用if (a & 1 == 0)代替if (a % 2 == 0)来判断a是不是偶数。         

2、按位或运算 |

应用：常用来将数据的 指定位 置为1。
例：将X=10100000的低4位置1 ，用 X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

3、异或运算 ^

应用：
（1）使特定位翻转 找一个数，对应X要翻转的各位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X对应位异或即可。
例：X=10101110，使X低4位翻转，用X ^ 0000 1111 = 1010 0001即可得到。

（2）与0相异或，保留原值 ，X ^ 0000 0000 = 1010 1110。

4、按位取反运算符 ~

注意： ~1=-2; ~0=-1;      是按照补码来取反的！！！

如：(~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，一个有符号二进制数的补码形式。

原理分析：

二进制数在内存中以补码的形式存储。

~9的计算步骤：
        转二进制：0 1001
        计算补码：0 1001
        按位取反：1 0110
_____
        转为原码：
        按位取反：1 1001   
        末位加一：1 1010
        符号位为1是负数，即-10

~-9的计算步骤：
        转二进制：1 1001
        计算补码：1 0111
        按位取反：0 1000
        _____
        转为原码：
        正数的补码和原码相同，仍为：0 1000 ，即8

６、关于生成随机数

  １、 C 库函数 rand（）

在 C++ 程序中，在新标准出现之前，C 和 C++ 都依赖一个简单的 C 库函数 rand 来生成随机数

这个函数生成的是均匀分布的伪随机数，每个随机数的范围在 0 和一个系统相关的最大值（至少为 32767）之间。

int rand(void);

rand()函数 返回一个 0 ~ RAND_MAX 之间的整数。RAND_MAX 是一个定义在 <cstdlib> 的常数。 

该函数返回的数字实际上是用算法生成的，实际上并不是随机的。它是根据种子生成的，根据不同的种子产生不同的随机序列。系统默认的种子是1，所以说每次使用的随机序列都是固定的。

所以需要配合随机种子生成函数来使用 ——

要想使每次运行时变量 x 的值都不同，就必须使它的种子随机，这时就需要用到srand函数。

void srand(unsigned int seed);

srand()函数 就是用来设置rand()函数的种子的。根据不同的输入参数可以产生不同的种子。通常使用time函数作为srand函数的输入参数。

time函数会返回1970年1月1日至今所经历的时间（以秒为单位）。

在使用 rand() 函数之前，srand() 函数要先被调用，并且在整个程序中只需被调用一次。

具体使用示例：

#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
int main() 
{
    srand(time(nullptr)); // 用当前时间作为种子
    int min = 5, max = 10;
    int randomValue = (rand() % (max - min)) + min;//范围[min,max)
    randomValue = (rand() % (max - min + 1)) + min;//范围[min,max]
    randomValue = (rand() % (max - min)) + min + 1;//范围(min,max]
}

缺点：

１、不能产生随机浮点数

２、均匀分布：有很多程序需要不通范围的随机数。一些程序需要非均匀分布的随机数。而在编写程序为了解决这些通常会转换 rand 生成的随机数的范围、类型或者是分布时，常常会引入非随机性。

３、伪随机数：多次循环产生的随机数序列是完全一样的

如：

#include<iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
int main() {
 
    for (int j = 0; j < 5; j++) {
        srand(time(0));  //产生不同的随机数种子 
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            cout << rand() % 10 << " "; //rand函数 ;
        cout << endl;
    }
}

运行结果：

​

但是，如果将程序修改如下就不会出现这样的重复序列

#include<iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
int main() {
    srand(time(0));  //产生不同的随机数种子 
 
    for (int j = 0; j < 5; j++) {
        //srand(time(0));  //产生不同的随机数种子 
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            cout << rand() % 10 << " "; //rand函数 ;
        cout << endl;
    }
}

 运行结果：

​

一种特性应用场景：

结合 rand() 函数的均匀分布以及有限范围的特点，可以在遗传算法的实现中实现“随机性”的要求

double p = (rand()/RAND_MAX)*Len;//将随机数均匀投射到[0,Len]的区间范围内
if(p<X){
    //情况1
}
else //……
 
 

 详见我之前关于遗传算法实现的文章：
GA遗传算法实现记录_努力的耿耿的博客-CSDN博客

２、Ｃ＋＋１１函数random（）

头文件 random

运用示例代码：

#include<random>//头文件
#include<iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
 
int main()
{
	default_random_engine e(time(0));//引擎生成随机序列，设置种子
	uniform_real_distribution<double> u(-1.2,3.5);//设置产生的随机数的类型以及范围
	for(int i = 0; i < 10; ++i)
		cout << u(e) << endl;
	return 0;
}

详细原理见这篇博客：
 【C++】c++ 11中的随机数 ——random_S大幕的博客-CSDN博客_c++11 随机数