罗剑锋的C++实战笔记
罗剑锋
奇虎360技术专家,Nginx/OpenResty开源项目贡献者
立即订阅
3732 人已学习
课程目录
已完结 30 讲
0/4登录后,你可以任选4讲全文学习。
课前导读 (2讲)
开篇词 | 把C++从“神坛”上拉下来,这次咱这么学
免费
课前准备 | 搭建实验环境
概论 (5讲)
01 | 重新认识C++:生命周期和编程范式
02 | 编码阶段能做什么:秀出好的code style
03 | 预处理阶段能做什么:宏定义和条件编译
04 | 编译阶段能做什么:属性和静态断言
05 | 面向对象编程:怎样才能写出一个“好”的类?
语言特性 (5讲)
06 | auto/decltype:为什么要有自动类型推导?
07 | const/volatile/mutable:常量/变量究竟是怎么回事?
08 | smart_ptr:智能指针到底“智能”在哪里?
09 | exception:怎样才能用好异常?
10 | lambda:函数式编程带来了什么?
标准库 (4讲)
11 | 一枝独秀的字符串:C++也能处理文本?
12 | 三分天下的容器:恰当选择,事半功倍
13 | 五花八门的算法:不要再手写for循环了
14 | 十面埋伏的并发:多线程真的很难吗?
技能进阶 (4讲)
15 | 序列化:简单通用的数据交换格式有哪些?
16 | 网络通信:我不想写原生Socket
17 | 脚本语言:搭建高性能的混合系统
18 | 性能分析:找出程序的瓶颈
总结篇 (5讲)
19 | 设计模式(上):C++与设计模式有啥关系?
20 | 设计模式(下):C++是怎么应用设计模式的?
21 | 知识串讲(上):带你开发一个书店应用
22 | 知识串讲(下):带你开发一个书店应用
期末测试 | 这些C++核心知识,你都掌握了吗?
结束语 (1讲)
结束语 | 路远,未有穷期
轻松话题 (4讲)
轻松话题(一) | 4本值得一读再读的经典好书
轻松话题(二) | 给你分享我的工作百宝箱
轻松话题(三) | 提高生活质量的App
轻松话题(四) | 真正高效的生活,是张弛有度
罗剑锋的C++实战笔记
15
15
1.0x
00:00/00:00
登录|注册

04 | 编译阶段能做什么:属性和静态断言

罗剑锋 2020-05-14
你好,我是 Chrono。
前面我讲了 C++ 程序生命周期里的“编码阶段”和“预处理阶段”,它们的工作主要还是“文本编辑”,生成的是人类可识别的源码(source code)。而“编译阶段”就不一样了,它的目标是生成计算机可识别的机器码(machine instruction code)。
今天,我就带你来看看在这个阶段能做些什么事情。

编译阶段编程

编译是预处理之后的阶段,它的输入是(经过预处理的)C++ 源码,输出是二进制可执行文件(也可能是汇编文件、动态库或者静态库)。这个处理动作就是由编译器来执行的。
和预处理阶段一样,在这里你也可以“面向编译器编程”,用一些指令或者关键字让编译器按照你的想法去做一些事情。只不过,这时你要面对的是庞大的 C++ 语法,而不是简单的文本替换,难度可以说是高了好几个数量级。
编译阶段的特殊性在于,它看到的都是 C++ 语法实体,比如 typedef、using、template、struct/class 这些关键字定义的类型,而不是运行阶段的变量。所以,这时的编程思维方式与平常大不相同。我们熟悉的是 CPU、内存、Socket,但要去理解编译器的运行机制、知道怎么把源码翻译成机器码,这可能就有点“强人所难”了。
取消
完成
0/1000字
划线
笔记
复制
© 版权归极客邦科技所有,未经许可不得传播售卖。 页面已增加防盗追踪,如有侵权极客邦将依法追究其法律责任。
该试读文章来自付费专栏《罗剑锋的C++实战笔记》,如需阅读全部文章,
请订阅文章所属专栏。
立即订阅
登录 后留言

精选留言(23)

  • yelin
    斐布那契还可以这么玩,期待老师后面对于模版类的课程,我可能从来没都没学会过

    作者回复: 模板元编程比较复杂,属于屠龙之术,这次我先不讲,如果感兴趣的同学多可以以后单独开一个课程。

    2020-05-14
    2
    10
  • Luca
    1. 因为属性标签都在编译器里内置,自定义的属性标签编译器无法识别。
    2. 静态断言可以作为编译期的一种约定,配合错误提示能够更快发现编译期的错误。

    作者回复: very nice。

    2020-05-14
    9
  • lckfa李钊
    看到老师的斐波那契数列实现,我还是挺惊讶的,代码虽都看得懂,但是从没想过这么写,我有两个问题想请教下: 1.按本节的主题,编译阶段能做什么,所以说后面的那几个斐波那契数列在编译器就有结果了吗?如果是这样的话,肯定是需要cpu压栈计算的,这和真实的运行期有哪些不同呢?2.模板编程在哪些场景下使用比较好?模板编程 和 编译 阶段 似乎关联更大些

    作者回复:
    1.是的,这些代码都是模板类,自然会由编译器去解析处理,最后出来的也是编译期数值,也就是静态常量,省去了运行期的技术成本,运行期直接用就行。

    2.模板元编程和预处理编程有点像,由编译器来改变源码的形态,但它的规则更复杂,难以理解,你首先要了解泛型编程,之后才能尝试模板元编程。
    对于80%的C++程序员来说,我不建议尝试模板元编程,可以参考第1讲。

    2020-05-14
    3
  • jxon-H
    第三次学习这节课的内容,感觉自己总算明白了罗老师的苦心。
    与一般的C++课不同,罗老师完全不讲语法要素这些百度一大把,而是从工作的原理和本质去剖析C++。
    我记得开课的第一讲,罗老师就这么说过,当时没啥体会,现在越发觉得这样的编排确实很高级。
    虽然对于我这种没怎么用过C++的人来说,接受所有信息有点吃力,但反而使我开阔视野,学习C++的时候,不会被限制语法语义的规则上,你还可以和预处理器、编译器打交道,让你的代码更好的让人和机器读懂。
    什么场景应该和预处理器沟通一下,什么时候和编译器沟通一下,这些都是高级的编程技巧。这些沟通也许是非必要的,但是掌握这些沟通技巧,在编程的时候将如鱼得水。
    对C++的钻研还不够深,功力不够,没发对老师的思考题发表有营养的见解,就这么表达一下自己的感受吧。

    作者回复: 有点过誉了,受之有愧。

    因为C++比较复杂,所以我划出了四个生命周期,方便特性的归类和理解,不然混在一起很容易把思路弄乱。

    C++需要在实践中学,要花的时间和精力还是挺多的,不过乐趣也自在其中。

    2020-05-20
    2
  • 逸清
    老师,自己C++基础知识还算了解,但代码写的太少,拿到一个需求无从下手,老师有没有比较好的方法或者适合练手的项目推荐?

    作者回复: 建议先学习一下标准库,了解里面的那些工具,现在开发很少有白手起家的了,用好工具,知道它们能解决哪些问题,写应用也就比较容易了。

    比如string/regex处理字符串、map/set集合、线程库等等,跟着课程逐步学吧。

    2020-05-14
    2
  • EncodedStar
    老师可以在每讲开始讲讲上一讲提到的问题吗?很多疑惑~
    用“静态断言”,是不是在代码严格要求是32位系统或者64位系统的时候也比较有用呢?32位系统和64位系统本身有的类型所占字节数不同。

    作者回复:
    1.课程都是预先录好的,所以不能及时回答,有问题写在留言里,我可以回复,还是希望自己思考得到答案。

    2.静态断言的用处很多,判断32/64只是个最简单的例子,只要能够在编译阶段计算出的结果就可以断言,不过这就需要对编译阶段有比较多的认识了。
    不用着急,慢慢学C++,了解了泛型后再看静态断言可能就会好懂一些。

    2020-05-19
    1
  • EncodedStar
    预处理可以自定义是直接将定义好的内容写到源码里,而标签不能自定义是因为编译器需要识别标签名

    作者回复: good

    2020-05-18
    1
    1
  • Carlos
    不得不说这节课让我回忆起了自己刚学会 vim macros 的感觉: 原来是我的想象力限制了 vim... 现在我想说: 原来是我的想象力限制了 c++...🧠

    今天两个问题我都不是很懂, 希望老师指正.

    1. 预处理阶段就是简单的文字替换, 编译阶段的属性标签应该需要编译器对这个标签进行 "一系列" 的配合, 过于复杂, 自己写容易翻车.
    2. 要写简洁易懂的备注, 告诉别人为什么我要在这里终止编译对你进行提醒.

    作者回复:
    1.回答沾点边。实际上是因为属性标签必须要由编译器解释,而自定义标签编译器是不认识的,所以只能等编译器开发者去加,而不能是自己加。

    2.说的比较好。
    静态断言是一种对编译环境的“前提”“假设”,要求在编译阶段必须如何如何,可以结合第1讲的生命周期,考虑一下应该如何发挥它的作用。

    2020-05-14
    1
  • Eason Tai
    有一个问题:
    比如,在 libc-headers/fcntl.h 定义了 open,那么看到open函数是如何实现的呢?
    ```cpp
    /* Open FILE and return a new file descriptor for it, or -1 on error.
       OFLAG determines the type of access used. If O_CREAT or O_TMPFILE is set
       in OFLAG, the third argument is taken as a `mode_t', the mode of the
       created file.

       This function is a cancellation point and therefore not marked with
       __THROW. */
    #ifndef __USE_FILE_OFFSET64
    extern int open (const char *__file, int __oflag, ...) __nonnull ((1));
    #else
    # ifdef __REDIRECT
    extern int __REDIRECT (open, (const char *__file, int __oflag, ...), open64)
         __nonnull ((1));
    # else
    # define open open64
    # endif
    #endif
    #ifdef __USE_LARGEFILE64
    extern int open64 (const char *__file, int __oflag, ...) __nonnull ((1));
    #endif
    ```

    作者回复: 混合了宏定义和条件编译,实在是难以看懂。

    可以直接gdb,看open到底是什么。

    2020-06-01
  • ~灯火阑珊
    1.之前碰过一道面试题问:C++ assert的断言是怎么实现的? 如何编写跨平台的断言函数?. 我当时答的调用abort,感觉不好。这里不是可以从静态断言和动态断言两个方面答啊。老师对于这到面试题可不可以给点思路?
     
    2.文中"static_assert 可以在编译阶段定义各种前置条件,充分利用 C++ 静态类型语言的优势", 这句没理解可以举个例子么? 可以定义哪些前置条件啊? 《C++ 是静态类型语言》这个怎么理解呢?

    作者回复:
    1.这面试题太细节了,我也没有深究过,觉得这个题没什么意义。你的思路我觉得靠谱,可以展开来说。

    2.在编译期断言各种条件,比如必须是64位平台,类型必须是指针,类型必须有某个成员函数,类型必须可以拷贝等等,需要有编译期的思维方式。

    3.是相当于动态语言而言的,比如Python、php,变量类型是动态的。

    2020-05-17
  • silverhawk
    属性这个,比起Java,python差好多,有了属性可以编译器静态的检查很多OO编程,比如override之类的对不对啊

    作者回复: 目前的C++11这块的确很弱,没办法,标准委员会效率就是低,不像公司那样无阻力大干快上。

    2020-05-17
  • 幻境之桥
    1 预处理阶段的宏是我们自己来处理的,标签是编译器来处理,除非开发拓展编译器才需要或可以定义标签
    2 static_assert 可以在编译时检查是否满足编译环境要求,不满足直接编译失败,static_const 也类似吧!

    作者回复: 说的很好。

    不过后面的static_const不知道是什么,没这个关键字。

    2020-05-17
    2
  • 有学识的兔子
    1. 预处理不受编译器控制,由预处理器负责,给予宏的自由度比较大;而属性标签是为了简化编译器工作,而非为了扩展;
    2. 例如在编译阶段检查x64还得x86,跟常量运算有关的逻辑判断。

    作者回复:
    1.预处理器不需要理解宏,只是文本替换,而编译器必须要理解属性才能处理,自定义属性标签相当于是“外来语”,识别不了编译器就无法工作。

    2.这个只是最基本的用法,随着对C++理解的深入,还可以对类型做各种静态检查。

    2020-05-16
  • 李学文 Alvin
    希望老师推荐一款Ubuntu16.4下C++编辑器或IDE,谢谢🙏

    作者回复: 我常用的就是vim,你可能不太习惯,其他的没用过,抱歉。

    可以参考其他同学,用vs code,然后用插件远程登录Linux。

    2020-05-15
    1
  • tt
    受语言的限制,编译阶段编程就只能“魔改”那些传统的语法要素了:把类当成函数,把模板参数当成函数参数,把“::”当成 return 返回值。

    这个说法真形象,那些乱七八糟的语法一下就不面目可憎了。

    作者回复: 嗯,这也是我反复思考才得出的经验。

    2020-05-15
  • 丿淡忘
    在vs中使用 标记 deprecated 的方法 好像会报错
    c4996
    加上 宏可以解除报错 但也没有警告
    不知道老师有没有办法

    作者回复: 没用过vs,不好帮你。

    不过我觉得上网搜一下,应该是个常见的问题,有解决方案。

    2020-05-15
  • Tedeer
    老师,因为在做Android时,会做一些java层的反编译;很少做so库的反编译,我很好奇so反编译生成的代码还会有这些属性标签和断言吗?

    作者回复: Android和Java不太熟,不是很了解。但我觉得,属性和断言都是源码级别的,如果反编译这些信息应该是看不见的。

    2020-05-14
  • 忆水寒
    学习了不少知识,期待老师能多讲讲C++ 一些在项目实战中 比较好用的方法。

    作者回复: 后面还有很多我在实际中的经验总结,可以慢慢看,有什么地方没讲到的也可以提,知无不言言无不尽。

    2020-05-14
  • alioo
    老师好,我看前面的回答是说template是在编译阶段完成的,但是我使用g++ compile.cpp -E发现并没有像上一节的宏,宏直接就计算出值了,然而template却没有计算

    作者回复: 注意,-E处理的是预处理阶段的宏,而template是编译阶段,这是两个完全不同的阶段。

    编译阶段出来的结果直接就是二进制码了,是看不到源码的。

    2020-05-14
    2
  • 范闲
    1.标签内置在编译器内部,无法进行自定义。
    2.断言在编译期间配合错误检查,能提前发现代码漏洞。

    作者回复: great。

    2020-05-14
收起评论
23
返回
顶部