??作者：日出等日落

??專欄：C++

不要去等誰(shuí)，所有的不期而遇都在路上。

?

前言?

C++是在C的基礎(chǔ)之上，容納進(jìn)去了面向?qū)ο缶幊趟枷耄⒃黾恿嗽S多有用的庫(kù)，以及編程范式等。熟悉C語(yǔ)言之后，對(duì)C++學(xué)習(xí)有一定的幫助

本章節(jié)主要目標(biāo)：

1. 補(bǔ)充C語(yǔ)言語(yǔ)法的不足，以及C++是如何對(duì)C語(yǔ)言設(shè)計(jì)不合理的地方進(jìn)行優(yōu)化的，比如：作用 域方面、IO方面、函數(shù)方面、指針?lè)矫?、宏方面等?

2. 為后續(xù)類和對(duì)象學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。

C++關(guān)鍵字??

C++總計(jì)63個(gè)關(guān)鍵字，C語(yǔ)言32個(gè)關(guān)鍵字

ps：下面我們只是看一下C++有多少關(guān)鍵字，不對(duì)關(guān)鍵字進(jìn)行具體的講解。后面我們學(xué)到以后再 細(xì)講。

?

命名空間?

在C/C++中，變量、函數(shù)和后面要學(xué)到的類都是大量存在的，這些變量、函數(shù)和類的名稱將都存在于全局作用域中，可能會(huì)導(dǎo)致很多沖突。使用命名空間的目的是對(duì)標(biāo)識(shí)符的名稱進(jìn)行本地化， 以避免命名沖突或名字污染，namespace關(guān)鍵字的出現(xiàn)就是針對(duì)這種問(wèn)題的。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int rand = 10;
// C語(yǔ)言沒(méi)辦法解決類似這樣的命名沖突問(wèn)題，所以C++提出了namespace來(lái)解決
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}

局部變量和全局變量

C語(yǔ)言中，局部變量?jī)?yōu)先于全局變量

int a = 10;
void fun1()
{
	int a = 1;
	printf("%d\n", a);//運(yùn)行結(jié)果為1
}

?在有局部變量的情況下，如何使用全局變量

在全局變量前面加：：（域作用限定符）

int a = 10;
void fun1()
{
	int a = 1;
	printf("%d\n", a);//運(yùn)行結(jié)果為1
	printf("%d\n", ::a);//運(yùn)行結(jié)果為10
}

命名空間定義

定義命名空間，需要使用到namespace關(guān)鍵字，后面跟命名空間的名字，然后接一對(duì){}即可，{} 中即為命名空間的成員。

命名空間（namespace）——命名空間域，只影響使用，不影響生命周期

c++當(dāng)變量重命名的時(shí)候，但都不能被改變量名時(shí)，就需要命名空間

命名空間可以嵌套，甚至可以多次嵌套

變量放在命名空間內(nèi)

// bit是命名空間的名字，一般開(kāi)發(fā)中是用項(xiàng)目名字做命名空間名。
// 1. 正常的命名空間定義
namespace bit
{
 // 命名空間中可以定義變量/函數(shù)/類型
 int rand = 10;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
struct Node
 {
 struct Node* next;
 int val;
 };
}
//2. 命名空間可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
 {
     return left + right;
 }
namespace N2
 {
     int c;
     int d;
     int Sub(int left, int right)
     {
         return left - right;
     }
 }
}
//3. 同一個(gè)工程中允許存在多個(gè)相同名稱的命名空間,編譯器最后會(huì)合成同一個(gè)命名空間中。
// ps：一個(gè)工程中的test.h和上面test.cpp中兩個(gè)N1會(huì)被合并成一個(gè)
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
 {
     return left * right;
 }
}

?

• 注意：一個(gè)命名空間就定義了一個(gè)新的作用域，命名空間中的所有內(nèi)容都局限于該命名空間中
• 當(dāng)變量不是放在命名空間時(shí)，變量默認(rèn)在局部和全局找。
• 當(dāng)變量放在命名空間時(shí)，變量默認(rèn)先去命名空間找，然后再去局部和全局找。

?命名空間使用

namespace bit
{
 // 命名空間中可以定義變量/函數(shù)/類型
 int a = 0;
 int b = 1;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
 struct Node
 {
 struct Node* next;
 int val;
 };
}
int main()
{
 // 編譯報(bào)錯(cuò)：error C2065: “a”: 未聲明的標(biāo)識(shí)符
 printf("%d\n", a);
return 0;
}

命名空間的使用有三種方式：

• 加命名空間名稱及作用域限定符

int main()
{
    printf("%d\n", N::a);
    return 0;    
}

• 使用using將命名空間中某個(gè)成員引入

using N::b;
int main()
{
    printf("%d\n", N::a);
    printf("%d\n", b);
    return 0;    
}

• 使用using namespace 命名空間名稱 引入

using namespce N;
int main()
{
    printf("%d\n", N::a);
    printf("%d\n", b);
    Add(10, 20);
    return 0;    
}

C++輸入&輸出

#include<iostream>
// std是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的命名空間名，C++將標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的定義實(shí)現(xiàn)都放到這個(gè)命名空間中
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello world!!!"<<endl;
return 0;
}

1. 使用cout標(biāo)準(zhǔn)輸出對(duì)象(控制臺(tái))和cin標(biāo)準(zhǔn)輸入對(duì)象(鍵盤)時(shí)，必須包含< iostream >頭文件 以及按命名空間使用方法使用std。

2. cout和cin是全局的流對(duì)象，endl是特殊的C++符號(hào)，表示換行輸出，他們都包含在包含< iostream >頭文件中。

3. >是流提取運(yùn)算符。

4. 使用C++輸入輸出更方便，不需要像printf/scanf輸入輸出時(shí)那樣，需要手動(dòng)控制格式。 C++的輸入輸出可以自動(dòng)識(shí)別變量類型。

5. 實(shí)際上cout和cin分別是ostream和istream類型的對(duì)象，>>和<<也涉及運(yùn)算符重載等知識(shí)， 這些知識(shí)我們我們后續(xù)才會(huì)學(xué)習(xí)，所以我們這里只是簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)他們的使用。后面我們?cè)诟钊氲膶W(xué)習(xí)IO流用法及原理。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a;
   double b;
   char c;
     
   // 可以自動(dòng)識(shí)別變量的類型
   cin>>a;
   cin>>b>>c;
     
   cout<<a<<endl;
   cout<<b<<" "<<c<<endl;
   return 0;
}

?std命名空間的使用慣例：

std是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的命名空間，如何展開(kāi)std使用更合理呢？

1. 在日常練習(xí)中，建議直接using namespace std即可，這樣就很方便。

2. using namespace std展開(kāi)，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)就全部暴露出來(lái)了，如果我們定義跟庫(kù)重名的類型/對(duì) 象/函數(shù)，就存在沖突問(wèn)題。該問(wèn)題在日常練習(xí)中很少出現(xiàn)，但是項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中代碼較多、規(guī)模 大，就很容易出現(xiàn)。所以建議在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中使用，像std::cout這樣使用時(shí)指定命名空間 + using std::cout展開(kāi)常用的庫(kù)對(duì)象/類型等方式。

缺省參數(shù)

缺省參數(shù)概念

缺省參數(shù)是聲明或定義函數(shù)時(shí)為函數(shù)的參數(shù)指定一個(gè)缺省值。在調(diào)用該函數(shù)時(shí)，如果沒(méi)有指定實(shí) 參則采用該形參的缺省值，否則使用指定的實(shí)參。

有缺省參數(shù)時(shí)：

• 當(dāng)函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，有傳函數(shù)參數(shù)時(shí)，就用傳過(guò)來(lái)的函數(shù)參數(shù)，沒(méi)有傳函數(shù)參數(shù)就用缺省參數(shù)的值

void Func(int a = 0)
{
 cout<<a<<endl;
}
int main()
{
 Func();     // 沒(méi)有傳參時(shí)，使用參數(shù)的默認(rèn)值 輸出0
 Func(10);   // 傳參時(shí)，使用指定的實(shí)參       輸出10
return 0;
}

缺省參數(shù)分類?

• 全缺省參數(shù)

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
 {
     cout<<"a = "<<a<<endl;
     cout<<"b = "<<b<<endl;
     cout<<"c = "<<c<<endl;
 }

• 半缺省參數(shù)

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
 {
     cout<<"a = "<<a<<endl;
     cout<<"b = "<<b<<endl;
     cout<<"c = "<<c<<endl;
 }

注意：

1. 半缺省參數(shù)必須從右往左依次來(lái)給出，不能間隔著給

2. 缺省參數(shù)不能在函數(shù)聲明和定義中同時(shí)出現(xiàn)

3. 在有缺省參數(shù)的情況下，只能不給有缺省參數(shù)的函數(shù)參數(shù)傳值，沒(méi)有缺省參數(shù)的函數(shù)必須傳值?

4. 聲明和定義缺省參數(shù)不能在函數(shù)聲明和定義中同時(shí)出現(xiàn)

函數(shù)重載

函數(shù)重載概念

函數(shù)重載：是函數(shù)的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個(gè)功能類似的同名函數(shù)，這 些同名函數(shù)的形參列表(參數(shù)個(gè)數(shù) 或 類型 或 類型順序)不同，常用來(lái)處理實(shí)現(xiàn)功能類似數(shù)據(jù)類型 不同的問(wèn)題

1.函數(shù)名和返回類型相同

2.參數(shù)個(gè)數(shù) 或 類型 或 類型順序有一種或者多種不同

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、參數(shù)類型不同
int Add(int left, int right)
{
 cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
 return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
 cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
 return left + right;
}
// 2、參數(shù)個(gè)數(shù)不同
void f()
{
 cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
 cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、參數(shù)類型順序不同
void f(int a, char b)
{
 cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
 cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
 Add(10, 20);
 Add(10.1, 20.2);
 f();
 f(10);
 f(10, 'a');
 f('a', 10);
 return 0;
}

引用?

引用概念

引用不是新定義一個(gè)變量，而是給已存在變量取了一個(gè)別名，編譯器不會(huì)為引用變量開(kāi)辟內(nèi)存空 間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間。

引用操作符（&）

引用不是新定義一個(gè)變量，而是給已存在變量取了一個(gè)別名

類型& 引用變量名(對(duì)象名) = 引用實(shí)體；?

void TestRef()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定義引用類型
    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
}

?注意：引用類型必須和引用實(shí)體是同種類型的

引用特性?

1. 引用在定義時(shí)必須初始化

2. 一個(gè)變量可以有多個(gè)引用

3. 引用一旦引用一個(gè)實(shí)體，再不能引用其他實(shí)體

void TestRef()
{
   int a = 10;
   // int& ra;   // 該條語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)
   int& ra = a;
   int& rra = a;
   printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);  
}

指針和引用的區(qū)別

在語(yǔ)法概念上引用就是一個(gè)別名，沒(méi)有獨(dú)立空間，和其引用實(shí)體共用同一塊空間。

int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
cout<<"&a = "<<&a<<endl;
cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;
return 0;
}

?在底層實(shí)現(xiàn)上實(shí)際是有空間的，因?yàn)橐檬前凑罩羔樂(lè)绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)的。

int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}

?

引用和指針的不同點(diǎn):

1. 引用概念上定義一個(gè)變量的別名，指針存儲(chǔ)一個(gè)變量地址。

2. 引用在定義時(shí)必須初始化，指針沒(méi)有要求

3. 引用在初始化時(shí)引用一個(gè)實(shí)體后，就不能再引用其他實(shí)體，而指針可以在任何時(shí)候指向任何 一個(gè)同類型實(shí)體

4. 沒(méi)有NULL引用，但有NULL指針

5. 在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個(gè)數(shù)(32 位平臺(tái)下占4個(gè)字節(jié))

6. 引用自加即引用的實(shí)體增加1，指針自加即指針向后偏移一個(gè)類型的大小

7. 有多級(jí)指針，但是沒(méi)有多級(jí)引用

8. 訪問(wèn)實(shí)體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理

9. 引用比指針使用起來(lái)相對(duì)更安全

內(nèi)聯(lián)函數(shù)?

概念?

以inline修飾的函數(shù)叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯時(shí)C++編譯器會(huì)在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方展開(kāi)，沒(méi)有函數(shù)調(diào)用建立棧幀的開(kāi)銷，內(nèi)聯(lián)函數(shù)提升程序運(yùn)行的效率。相對(duì)比宏

宏的缺點(diǎn)：

1.不能調(diào)試

2.沒(méi)有類型安全的檢查

3.有些場(chǎng)景下非常復(fù)雜

inline int Add(int x, int y)
{
	int z = x + y;
	return z;
}
int main()
{
	int ret = Add(1, 2);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

inline是一種以空間換時(shí)間的做法，如果編譯器將函數(shù)當(dāng)成內(nèi)聯(lián)函數(shù)處理，在編譯階段，會(huì) 用函數(shù)體替換函數(shù)調(diào)用，缺陷：可能會(huì)使目標(biāo)文件變大，優(yōu)勢(shì)：少了調(diào)用開(kāi)銷，提高程序運(yùn) 行效率。

auto關(guān)鍵字

使用auto定義變量時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行初始化，在編譯階段編譯器需要根據(jù)初始化表達(dá)式來(lái)推導(dǎo)auto 的實(shí)際類型。因此auto并非是一種“類型”的聲明，而是一個(gè)類型聲明時(shí)的“占位符”，編譯器在編 譯期會(huì)將auto替換為變量實(shí)際的類型。

用auto聲明指針類型時(shí)，用auto和auto*沒(méi)有任何區(qū)別，但用auto聲明引用類型時(shí)則必須 加&?

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 0;
	auto b = a;
	auto c = &a;
	//typeid(變量名).name()可以獲取變量的實(shí)際類型
	cout << typeid(b).name() << endl;//int
	cout << typeid(c).name() << endl;//int*
	return 0;
}

當(dāng)在同一行聲明多個(gè)變量時(shí)，這些變量必須是相同的類型，否則編譯器將會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)榫幾g 器實(shí)際只對(duì)第一個(gè)類型進(jìn)行推導(dǎo)，然后用推導(dǎo)出來(lái)的類型定義其他變量

?

void TestAuto()
{
    auto a = 1, b = 2; 
    auto c = 3, d = 4.0;  // 該行代碼會(huì)編譯失敗，因?yàn)閏和d的初始化表達(dá)式類型不同
}

注意：

1. auto不能作為函數(shù)的參數(shù)
2. auto不能直接用來(lái)聲明數(shù)組

范圍for?

對(duì)于一個(gè)有范圍的集合而言，由程序員來(lái)說(shuō)明循環(huán)的范圍是多余的，有時(shí)候還會(huì)容易犯錯(cuò)誤。因 此C++11中引入了基于范圍的for循環(huán)。for循環(huán)后的括號(hào)由冒號(hào)“ ：”分為兩部分：第一部分是范 圍內(nèi)用于迭代的變量，第二部分則表示被迭代的范圍。?

int array[] = { 1,2,3,4,5,6,6,4 };
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); i++)
	{
		cout << array[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//范圍for --語(yǔ)法糖
	for (auto e : array)
	{
		cout << e << " ";
	}//兩種結(jié)果一樣
	cout << endl;

?

自動(dòng)依次取數(shù)組中數(shù)據(jù)賦值給e對(duì)象，自動(dòng)判斷結(jié)束

for循環(huán)后的括號(hào)由冒號(hào)“ ：”分為兩部分：

第一部分是范圍內(nèi)用于迭代的變量，第二部分則表示被迭代的范圍。

指針空值nullptr

void fun(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}
void fun(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}

//C++中，NULL被定義為0，這也不知道為什么是個(gè)錯(cuò)誤不太好
int main()
{
	f(0);
	f(NULL);
	return 0;
}

注意：

NULL實(shí)際是一個(gè)宏，在傳統(tǒng)的C頭文件(stddef.h)中

在使用nullptr表示指針空值時(shí)，不需要包含頭文件，因?yàn)閚ullptr是C++11作為新關(guān)鍵字引入的。
在C++11中，sizeof(nullptr) 與 sizeof((void*)0)所占的字節(jié)數(shù)相同。
為了提高代碼的健壯性，在后續(xù)表示指針空值時(shí)建議最好使用nullptr。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-449321.html

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