C++ Primer 4th 讀書筆記（第一部分）：基礎語言特性精要

前言與快速入門

• 書中大量交叉引用，適合查閱；定位為指南性讀物，假設讀者掌握一種現代結構化語言。
• main 返回值告知 OS 程序執行狀態；輸入操作符 >> 返回左操作數（流對象），利用其布爾值實現「讀入未知數量輸入」：while (cin >> val) sum += val;

變量與基本類型

類型分類

• 基本字符類型 char、擴展 wchar_t；整型統稱 integral type（含布爾、字符）。
• 字面值後綴：L (long), U (unsigned), F (float)；科學計數法 1.23e4。
• 字符串字面值類型為 const char[]，編譯器自動添加結束符 '\0'。

初始化 vs 賦值

• 初始化：創建變量並賦初值（int a = 10; copy-initialization，int a(10); direct-initialization）。
• 賦值：擦除舊值存入新值。
• 多參數初始化只能用 direct-initialization（構造函數語法）。

聲明 vs 定義

• 定義分配存儲，可初始化；聲明僅聲明類型名（extern int i;）。
• 非 const 全局變量默認 extern；const 全局變量默認內部鏈接（文件局部），需 extern const 實現跨文件共享。
• const 變量定義時必須初始化（利用「定義唯一」實現不可修改）。

引用

• 引用是對象別名，必須初始化，綁定後不可改變指向；返回左值，主要用作函數形參。
• 不能定義引用的引用、引用數組、引用指針（但可定義指向引用的指針？不行）。

typedef 與枚舉

• typedef 定義類型別名，增強可讀性（如區分不同用途的同一底層類型）。
• 枚舉 enum 定義唯一類型，成員值可重複；枚舉對象只能用枚舉成員或同類型對象初始化/賦值。

類與結構體

• class 默認 private，struct 默認 public，其餘相同。

頭文件規範

• 頭文件不應包含定義（變量、函數體），除三例外：類定義、const 對象（常量表達式初始化）、inline 函數——編譯器需見定義生成代碼。
• 頭文件保護符 #ifndef/#define/#endif 防止重複包含。

標準庫類型

string

• string::size_type 為無符號類型，保存 size 最安全；下標也宜用此類型。
• 字符串字面值（const char*）與 std::string 非同類型。
• getline 讀整行，cin >> word 讀單詞。

vector

• 動態增長，push_back、size() 返回 size_type。
• 迭代器：begin(), end()（指向尾後），解引用 *it；const_iterator 唯讀。
• 任何改變長度操作會使現有迭代器失效。

bitset

• 可用 string 初始化，注意讀入順序從右向左（低位在右）。

數組與指針

• 數組缺點：長度固定、無 size 操作、不可直接拷貝/賦值；優先用 vector/string。
• 指針聲明從右向左讀：int *p，int *const p（頂層 const），const int *p（底層 const）。
• void* 通用指針，僅支持比較、傳遞、賦值給 void*。
• 引用 vs 指針：引用必須綁定對象且不可改綁；賦值修改被綁定對象。指針可空、可改向、解引用修改所指對象。
• 指針減法結果類型 ptrdiff_t（<cstddef>）。
• 指向數組指釖可下標訪問：int *p=&ia[2]; p[-2] 合法。
• 動態數組：new int[10]() 值初始化為 0；delete[] 釋放；長度 0 合法但不可解引用。
• C 風格字符串：以 '\0' 結束的字符數組，用 const char* 操作；string::c_str() 轉換。
• 多維數組指針：int (*p)[4] 指向 4 元素數組；typedef int Arr[4]; Arr *p; 簡化。

表達式

• 運算符優先級、結合性、求值順序：&&, ||, ,, ?: 保證左先右、短路。
• % 負數結果機器相關；位運算建議用無符號類型。
• 前置 ++/-- 效率高於後置（前置不需保存舊值）。
• sizeof 不計算表達式值：sizeof *p 中 p 可為無效指針。
• 逗號運算符：結果為最右表達式值，常用於 for 多變量更新。
• 類型轉換：隱式（算術轉換、條件判斷、初始化/賦值、函數調用）與顯式（static_cast 等四種新式 cast，舊式 (type)expr 或 type(expr)）。

語句

• 空語句應加註釋；復合語句（塊）在語法上是單條語句。
• switch：case 貫穿需註釋；default 表明已考慮該情況；變量定義只能在最後一個 case/default 後或塊內。
• do-while 必以分號結尾；break 跳出最近循環/switch；continue 結束本次迭代。
• 異常：throw, try, catch；尋找 handler 順序與調用鏈相反。
• 調試：NDEBUG 宏控制 assert 及 #ifndef NDEBUG 調試碼；assert 用於檢查「不可能發生」的條件，異常用於預期錯誤。

函數

• 調用：用實參初始化形參，控制權轉移；主調掛起，被調執行。
• 形參傳遞：值傳遞（拷貝）、引用傳遞（別名）、指針傳遞。引用更安全自然；const 引用可接受字面值/臨時對象。
• 數組形參退化為指針；可用引用保留維度：void f(int (&arr)[10])。
• 多維數組：第一維長度被忽略，void f(int m[][10])。
• 處理數組邊界三法：哨兵值、首尾指針、顯式傳長度。
• return：無返回值用 return;；有返回值用 return expr;；勿返回局部對象引用/指針。
• 函數原型 = 返回類型 + 名字 + 形參列表；默認實參建議在聲明（頭文件）中指定，一個文件只能指定一次。
• 局部靜態對象：static size_t ctr=0; return ++ctr; 生命周期贯穿程序。
• 內聯函數：inline 建議編譯器展開，適用於小而頻繁調用的函數；定義放頭文件。
• 成員函數：隱含 this 指針；const 成員函數 const 放參數表後（Type func() const），意味著 const Type* const this；構造函數初始化列表初始化成員（內置類型必須顯式列出，否則未初始化）。
• 重載：同作用域、同名、形參表不同；名字查找先於類型檢查；局部聲明會屏蔽外層同名函數（非重載）。匹配優先級：精確匹配 > 類型提升 > 標準轉換 > 類類型轉換；const 僅影響引用/指針形參的重載。
• 函數指針：bool (*pf)(const string&, const string&)；可用 typedef 簡化；調用無需解引用 pf(args)；作形參/返回類型時需注意語法；重載函數取地址需上下文確定具體版本。

標準 IO 庫

• 流類型通過繼承關聯（iostream, fstream, sstream），可編寫通用流操作函數。
• 流對象不可拷貝/賦值 ⇒ 不能存入容器、不能作值傳遞形參/返回值，必須用引用/指針。

（筆記未完待續，後續章節將覆蓋類設計、模板、泛型算法、標準庫容器等進階主題。）