C++：从C语言过渡到C++

在这篇博客中，我将会介绍从C语言过渡到C++的一些基础知识。

C++起源

C++的关键字

输出hello，world

编辑

命名空间

1.什么是命名空间

2.namespace的作用

3.域作用限定符

4.命名空间的使用

IO流

缺省参数

函数重载

引用

1.引用的定义

2.引用的特性

3.引用的使用

4.const引用

5.引用和指针

内联函数inline

nullptr

C++起源

在1979年，本贾尼·斯特劳斯特卢普在贝尔实验室中进行复杂的软件开发时，他感受到了C语言的局限性，于是他在此基础上设计了C++。

C++在C语言的基础上添加了面向对象编程的特性:封装、继承、多态。

随后几年，C++不断完善发展，在1998年推出了C++98，官方第一个较为完善的版本，引入了STL（标准模板库）。

在2011年，C++的一次革命性的更新，增加了大量特性和功能。

在2020年，C++又一次巨大更新，引入了模板（Modules）、概念（Concepts）、协程（Coroutines）等

在公司中，使用的比较多的都是C++98和C++11.

C++的关键字

输出hello，world

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	cout << "hello,world!" << endl;
	return 0;
}

命名空间

1.什么是命名空间

命名空间需要用一个关键字namespace，后跟命名空间的名字，然后用{}括起来，在里面可以定义变量、函数、自定义类型，即为命名空间的成员。

2.namespace的作用

在C/C++中，变量、函数、类是大量存在的，这些名称在全局域中可能会重复从而引发冲突。

#include<stdlib.h>
int rand = 15;

int main()
{
	//这里会报编译错误，“rand” : 重定义；以前的定义是“函数”	
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

C++中域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的生命周期，命名空间域和类域不影响变量生命周期。

namespace会定义一个域，也就是命名空间域，它与全局域独立，不同的域可以存在同名变量。

我们可以将rand放于一个命名空间域，从而修正上述问题。

namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。

项目工程中多文件中定义的同名namespace会认为是⼀个同namespace，不会冲突。

3.域作用限定符

既然有不同的有不同的域，那我们可以通过域作用限定符（::）l来访问域中的成员变量。

::默认访问全局域；在其左侧加上域名就是访问该名字的域，如上面代码，Moss::rand就时访问的Moss域中的rand变量。

4.命名空间的使用

namespace的使用主要分为两种：

1.指定命名空间访问，实际项目中推荐这种。

2.使用关键字using将命名空间的某个成员或者全部成员展开

C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

#include<iostream>
using namespace std;//展开std中的所有成员

IO流

IO流其实就是输入输出流，与之相关的头文件就是<iostream>。

<iostream>：Input Output Stream，标准输入输出流库，定义了标准输入输出对象。

std标准库就被包含在其中。

cout、cin、endl都属于C++标准库（std）

cout：用于屏幕输出

cin：用于键盘输入

endl：输出时，增加换行符（'\n'）

<<是流插入运算符，>>是流提取运算符。（在C语言是左移/右移运算符）。

cout和cin的输出输入通过函数重载实现自动识别变量类型，无须像C语言那样指定格式。

使用格式如下：

缺省参数

缺省参数就是在声明或者定义函数时，为函数的实参指定一个默认值，无参数调用函数时，函数就会使用该默认值。

需要注意的几个点：

1.当函数声明和定义分离时，缺省参数只能在函数声明出现，函数定义不能使用缺省参数。

2.缺省参数的指定在函数的声明或者定义中，规定缺省参数必须从右往左依次指定，不能跳跃给缺省参数。

3.对于带缺省参数的函数调用，从左往右依次传实参，不能跳跃传。

4.全缺省：全部形参给缺省值。

半缺省：部分形参给缺省值。

函数重载

函数重载：同一作用域中出现同名函数，但是这些函数的形参各不相同。

函数重载允许返回值的类型相等，但是返回值的类型不同不能作为函数重载的标识。

1.参数类型不同

2.参数个数不同

3参数类型顺序不同

接下来我们看一个需要警惕的坑：

上面这两个函数构成函数重载，因为参数个数不同，但是这两个函数存在调用歧义，调用F()函数时，编译器不知道调用哪个函数。

引用

1.引用的定义

引用：给一个存在变量取别名，引用变量与原变量共用一块内存空间。

语法形式：类型& 引用的别名 = 引用对象

这里a、b、c、d都是共用一块内存空间的

2.引用的特性

1.引用的变量必须初始化。

2.一个变量可以多个引用。

3.引用一旦引用了一个变量，就不得再引用其他变量。（引用的指向不允许更改）

int a = 5;

//编译错： ra必须初始化引用
//int& ra;

int& b = a;

int c = 10;
//这里是赋值，将c的值赋给b（a），不是改变引用的指向
b = c;

3.引用的使用

1.引用传参

2.做返回值

引用传参：

引用传参表面上是传值，但实际上传的是地址，只不过是编译器帮做了。

void Swap(int& x, int& y)//引用传参 可以替换 传址调用
{
	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}

4.const引用

当引用一个const对象时，必须const引用，否则就会权限放大，权限不允许放大，但可以缩小。

const int a = 10;
//权限不能放大，必须用const引用
//int& ra = a;
const int& ra = a;

int b = 5;
//权限缩小是可以的
const int& rb = b;

临时对象：编译器在一块空间暂存表达式的结果时临时创建的未命名的对象。

临时对象的引用：临时对象具有常性，也必须用const引用。（不用const引用就会触发权限放大，然后就报错）

int a = 4;
const int& ra = a * 3;//a * 3的结果存放在临时变量中，得用const引用

double d = 3.14;
const int& rd = d;//类型转换产生的中间值也存放在临时变量中，也得用const引用

5.引用和指针

1.引用必须初始化，不开空间；指针存储变量地址，语法上可以不初始化（nullptr）,但是要开空间

2.引用的指向不能改变，而指针可以随意更改。

3.引用直接访问对象，指针要解引用。

4.sizeof的结果不同，引用结果为类型大小，但指针只跟多少位系统有关（32位4个字节，64位8个字节）

5.使用引用相对安全，指针容易出现空指针和野指针的问题。

内联函数inline

定义：用inline修饰的函数就是内联函数

作用：内联函数在调用的时候，编译器会在调用的地方展开内联函数，这样就不需要建立函数栈帧，以便提高效率。

所以我们通过作用就很容易想到，内联函数设计出来是为了代替C语言的宏函数，而替代的原因是宏函数的实现很容易出错。

//正确的宏实现
#define ADD(x, y) ((x) + (y))
// 为什么不能加分号?
// 为什么要加外面的括号?
// 为什么要加里面的括号?
//保证优先级
int main()
{
	cout << ADD(1, 2) * 5 << endl;

	int x = 1, y = 2;
	ADD(x & y, x | y);// ->(x&y + x|y)
	//+的优先级比& | 高，所以里面也要加括号

	return 0;
}

需要注意的点：