文章目录
- 1. 命名空间
- 1.1 域的介绍
- 1.2 命名空间的定义
- 1.3 命名空间的三种使用方式
- 2. C++输入&&输出
- 3. 缺省参数
- 3.1 概念
- 3.2 缺省参数分类
- 4. 函数重载
- 4.1 概念
- 4.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰
- 5. 引用
- 5.1 概念
- 5.2 特性
- 5.3 常引用
- 5.4 使用场景
- 5.5 指针和引用的区别
- 6. 内联函数
- 7. auto关键字(C++11)
- 8. 基于范围的for循环
- 9.nullptr指针空值
1. 命名空间
1.1 域的介绍
域就是指的作用域，分为全局作用域和局部作用域，这一点就不用解释了，先看一个实例来了解域和命名空间的联系
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
上述这段代码会发生报错：rand：重定义，以前的定义是函数（这种情况就是自己定义的和库中定义的重复了，解决方法就是：可以用一个命名空间或者改变量名）
1.2 命名空间的定义
上述例子中说明了域，全局域中有个rand和库中rand()函数命名相同，下面我们来说说命名空间的定义以及域和命名空间的联系
定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员（可以是变量、函数、类型）。
namespace ProjectName //一般命名空间命名都是项目名字
{
int rand = 10; //变量
int max(int a, int b) //函数
{
return a > b ? a : b;
}
struct node //结构体类型
{
int data;
struct node* next;
};
}
命名空间也是可以嵌套使用的
namespace A
{
int a = 1;
namespace B
{
int b = 2;
}
}
同一工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
namespace A
{
int A = 10;
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
}
namespace A
{
int min(int a, int b)
{
return a < b ? a : b;
}
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
printf("%d\n", A::max(a, b)); //::域作用限定符：用来指定命名空间
printf("%d\n", A::min(a, b));
return 0;
}
为什么要有命名空间？
C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题，所以C++提出了namespace来解决.1.自己定义的和库中定义的发生冲突（也就是重复）。2.多人项目中多人定义的发生冲突。
命名空间和域的关系？
一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中。但是，不能理解为原本是全局变量外面套层命名空间就把全局变量变为局部变量，并不是这样的，实际上命名空间只是影响了使用，并没有改变生命周期（也就是它是全局变量加上嵌套一层命名空间或者多层它仍然是全局变量，它是局部变量加上嵌套一层命名空间或者多层它仍然是局部变量）
当命名空间名中变量或者函数或者类型发生冲突时，应该怎么办？
这种情况下就是改掉其中一个命名空间名或者改掉其中一个变量或者函数或者类型。
1.3 命名空间的三种使用方式
::这个符号是域作用限定符，用来指定域进行操作。
namespace A
{
int a = 1;
}
int main()
{
printf("%d\n", a);
//printf("%d\n",A::a); // 这就是::域作用限定符的作用
return 0;
}
//bug:“a”: 未声明的标识符
1.指定命名空间访问
namespace name
{
int num = 1;
}
int main()
{
printf("%d\n",name::num);
return 0;
}
2.全部展开访问
#include <stdio.h>
namespace myspace
{
int rand = 1;
void swap(int* a, int* b)
{
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
}
using namespace myspace; //全部展开，不用指定命名空间，直接使用
int main()
{
printf("%d\n", rand);
int a = 10;
int b = 20;
swap(&a, &b);
printf("a=%d,b=%d\n", a, b);
return 0;
}
3.部分展开
#include <stdio.h>
namespace myspace
{
int rand = 1;
void swap(int* a, int* b)
{
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
}
using myspace::rand; //部分展开，直接使用此变量/函数/类型
int main()
{
printf("%d\n", rand); //部分展开的可以指定可以不指定
int a = 10;
int b = 20;
myspace::swap(&a, &b); //没有部分展开，只能指定
printf("a=%d,b=%d\n", a, b);
return 0;
}
实际开发过程中，都要不用到指定或者部分展开，防止发生冲突问题；日常代码量小的时候可以直接用全部展开
2. C++输入&&输出
//先看一眼：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "hello world" << endl;
return 0;
}
说明
使用==cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)==时，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。cout作用就相当于c语言中printf，cin作用就相当于c语言中scanf
out和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在< iostream >头文件。
<<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。
C++的输入输出可以自动识别变量类型。
3. 缺省参数
3.1 概念
==缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。==在调用该函数时，如果没有指定实
参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。
void fun(int a = 100)
{
printf("fun函数输出:%d\n", a);
}
int main()
{
fun(); //输出100
fun(10); //输出10
return 0;
}
3.2 缺省参数分类
全缺省参数
void fun(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << a + b + c << endl;
}
半缺省参数
void fun(int a, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
注意事项
1.半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
2.缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现(建议是在声明是给缺省参数，而不是定义给缺省参数)
void fun(int a = 10);
void fun(int a = 10){
}
//bug:“fun”: 重定义默认参数 : 参数 1
3.使用缺省值，必须从右往左连续使用
void fun(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
//fun(1, ,3); //err //没有从右向左连续使用
//fun(, , 3); //err //没有从右向左连续使用
fun(1, 2, 3);
fun(1, 2);
fun(1);
fun();
return 0;
}
4. 函数重载
4.1 概念
函数重载：是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表(参数个数 或 参数类型 或 类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。
1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
return left + right;
}
2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
3、类型顺序不同
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;
}
4.2 C++支持函数重载的原理–名字修饰
简单的来说就是假如有两个函数，一个是void print(){cout << “print()” << endl;}，另外一个是void print(int a){cout << “printf(int a)” << endl;};那么函数名都是相同的，另外满足的是参数个数不同，符合函数重载规定。c语言是不能函数名重定义的，但是c++可以，==那么c++是怎么区分的呢？其实就是编译器把对应的函数名进行修饰，这样拿到其中一个函数时就不会出现重定义现象。==下面通过Linux下观察：
通过这里就理解了C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修
饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。
如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办
法区分
5. 引用
5.1 概念
引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空
间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。
用法：类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
int main()
{
int a = 1;
int& alias_a = a;
return 0;
}
注意事项：引用类型必须和引用实体是同种类型的
什么叫做共用一块空间？
5.2 特性
- 引用在定义时必须初始化
- 一个变量可以有多个引用
- 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
5.3 常引用
对于指针和引用来说，赋值或者初始化时权限可以缩小，但是不能放大。
//const修饰的权限是只读权限
int main()
{
int a = 1;
int& alias_a = a; //a是可读可写，alias_a也是可读可写，权限不变
const int& alias_a = a; //a是可读可写，alias_a是只读，权限缩小
const int b = 2;
int& alias_b = b; //const修饰后变量只可读不可写，起别名后并没有const修饰表明可读可写，权限方法(err)
const int& alias_bb = b; //权限不变就可以
int* p = NULL;
const int* p1 = p; //p是可读可写，p1是只读，权限缩小
int* p2 = NULL; //权限不变
const int* p3 = NULL;
int* p4 = p3; //p3是只读，p4是可读可写，权限放大(err)
const int m = 1;
int n = m; //m是可读，n是可读可写，但是权限限制只适用于引用和指针
return 0;
}
实例
int count()
{
int n = 0;
n++;
return n; //返回的是临时变量，临时变量只读不可写
}
int main()
{
//int& ret = count(); //err
const int& ret = count(); //加上const关键字，使得权限不变
return 0;
}
int main()
{
int i = 0;
//double& d = i; //err
const double& d = i; //类型转换会产生临时变量，临时变量的权限是只读不可写，所以使用const关键字，使得权限不变
return 0;
}
5.4 使用场景
1.做参数
void swap(int& a, int& b)
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
2.做返回值
铺垫
上述中，函数返回值，无论销毁还是没有销毁都是先存放在临时变量中再进行返回赋值
引用返回
上述中，使用引用返回是在使用了static才使用的，原因是使用static限制后的变量是在静态区的，为了避免不需要用到临时变量拷贝，所以直接使用引用返回来减少拷贝。注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(还没还给系统)，则可以使用*引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值回。
使用场景
int main()
{
int a = 10;
int& alias_a = a;
return 0;
} //类比下面的引用返回：其实就是给返回值起个别名
#define N 10
struct Array
{
int a[N];
int size;
};
int& at(struct Array& ay, int i) {
assert(i < N);
return ay.a[i]; //结构体是main函数栈帧中的变量，出了函数作用域对象还在，所以可以用引用返回，减少拷贝
}
int main()
{
struct Array ay;
for (int i = 0; i < N; ++i) {
at(ay, i) = i * 2; //返回别名，直接对数组中下标为i的位置进行修改
}
for (int i = 0; i < N; ++i) {
cout << at(ay, i) << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
再来看实例
这里是出了函数作用域，返回对象不存在了还给了系统，所以不能使用引用返回。所以，返回对象出了函数作用域仍然还在有以下情况：静态区的、全局的、上一层栈帧的、malloc出来的等等
5.5 指针和引用的区别
语法上来说，引用没有开空间，指针开空间存放地址
底层实现上来说，引用和指针一样
不同点
- 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
- 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
- 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何
一个同类型实体- 没有NULL引用，但有NULL指针
- 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32
位平台下占4个字节)- 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
- 有多级指针，但是没有多级引用
- 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
- 引用比指针使用起来相对更安全
6. 内联函数
以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调
用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。（用来替代宏）
宏的优缺点
优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
2.导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
3.没有类型安全的检查
c++哪些技术可以替代宏？
- 常量定义 换用const enum
- 短小函数定义 换用内联函数
内联函数使用
//宏和内联函数实现两数相加
#define ADD(x,y) ((x)+(y))
inline int add(int x, int y)
{
return x + y;
}
内联函数特性
- inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会
用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运
行效率- inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建
议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不
是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性（内联说明只是向编译器发出一个请求，编译器可以忽略请求）- inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址
了，链接就会找不到。
7. auto关键字(C++11)
类型别名思考
当程序越来越复杂，所用到的类型可能难于拼写，也可能含义不明确导致出错。
#include <string>
#include <map>
int main()
{
std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange","橙子" {"pear","梨"} };
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}
解决上述类型过长问题可以使用typedef重定义：
#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
Map::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}
typedef遇到的难题：
typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1; // 编译失败，p1需要初始化
const pstring* p2; // 编译成功
return 0;
}
auto简介
在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的
是一直没有人去使用它，大家可思考下为什么？C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一
个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。
int fun()
{
int i = 10;
return i;
}
int main()
{
int a = 10;
auto ra = a;
auto ret = fun();
return 0;
}
使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto
的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编
译期会将auto替换为变量实际的类型
插一句：typeid(变量名).name()：用来查看变量的类型
auto使用规则
1.auto和指针结合
用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&
int main()
{
int a = 0;
auto ra = &a;
auto* pa = &a;
auto& aa = a; //引用必须带上&
return 0;
}
2. 在同一行定义多个变量
当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。
void TestAuto()
{
auto a = 1, b = 2;
auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
}
3.auto不能推导的场景
1.auto不能作为函数参数
2.auto不能直接用来声明数组
3.auto在实际中最常见的优势用法就是跟C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用
8. 基于范围的for循环
对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因
此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范
围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto& e : array)
e *= 2;
for (auto e : array)
cout << e << " ";
}
循环条件
1.for循环迭代的范围必须是确定的。对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。
2.迭代的对象要实现++和==的操作
9.nullptr指针空值
现象
void f(int)
{
cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
f(0); //输出f(int)
f(NULL); //输出f(int)
f((int*)NULL); //输出f(int*)
f(nullptr); //输出f(int*)
return 0;
}
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void)的常量*
注意
- 在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入
的。- 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
- 为了提高代码的健壮性，在表示指针空值时建议最好使用nullptr。
