一, 命名空间

1.1命名空间使用命名空间中成员该如何使用呢？

1.2 命名空间其他2种使用方式：

1. using 将其中一个成员引入

2. using namespace

二，C++输入&输出（简单运用）

2. 1 头文件

2. 2 cout 与 cin 的特性及简单应用：

三，缺省参数

3. 1 概念

3. 2缺省参数的分类：

3. 3 特性注意

四，函数重载

4. 1概念

4. 2行参列表分类

1. 参数不同

2. 类型不同

3. 类型顺序

4.3 为什么C不支持，而C++支持重载呢？

五，引用

5.1 概念

5.2 引用特性

5.2 使用场景

1. 做参数

2. 做返回值

5. 3 传参，与传引用效率比较

5.4 常引用

六，内联函数

6.1 特性

一, 命名空间

在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。

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

int rand = 0;

namespace set  // 看起来有些类似于结构体，但不是结构体创建的是类型；
{
   int rand = 0;
}
int main()
{
	printf("%d\n", rand); 
    
// 运行这段代码我们会发现：rand重定义
// 原因是：预处理时会加载stdlib.h头文件代码，里面存有rand函数。
// 解决方法：1. 在C语言中我们只能改名字。
//           2. 在c++中我们可以在全局域建立命名空间，存放变量，这样就不与头文件中的名冲突。
// 使用如下：
    printf("%d\n", set::rand);
	return 0;
}

(注意：命名空间都在全局变量域定义，生命周期同静态区相同。命名空间只是改变了编译器找他的规则。）

1.1命名空间使用命名空间中成员该如何使用呢？

比如 :

1. 可以定义变量/函数/类型。
2. 命名空间可以嵌套使用。
3. 不同文件之间，相同的命名空间将会被整合。

代码举例如下：

namespace set
{
 // 1. 命名空间中可以定义变量/函数/类型
   int rand = 10;
 int Add(int left, int right)
  {
    return left + right;
   }
 // 注意：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
 struct Node
   {
     struct Node* next;
     int val;
   };
}


//2. 命名空间可以嵌套
// 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. 同一个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。
// ps：一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
 {
     return left * right;
 }
}

1.2 命名空间其他2种使用方式：

1. using 将其中一个成员引入

using N::b ;

int main ()

{

printf ( "%d\n" , N::a );

printf ( "%d\n" , b );

return 0 ;

}

2. using namespace + xxx 将整个命名空间引入 (慎用--会让隔离失效导致重命名）

using namespce N ;

int main ()

{

printf ( "%d\n" , N::a );

printf ( "%d\n" , b );

Add ( 10 , 20 );

return 0 ;

}

二，C++输入&输出（简单运用）

2. 1 头文件

#include<iostream> // 早期编译器是为#include<iostream.h> ,如今编译器不支持这种写法了。

using namespace std; // 如果不做处理每次输入输出都得 std::cout, std::cin， std::endl 这样写不方便，所以直接一次性引入。

但这种写法在大项目中不太合适，容易出现命名冲突，较好的写法是仅对这2个单独引入，如下：

#include<iostream>

using std::cout;

using std::cin;

// 这样就能避免其他方法引入

2. 2 cout 与 cin 的特性及简单应用：

1. 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。
2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含< iostream >头文件中。
3. <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
4. 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。
5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识，这里只是简单学习他们的使用。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{   
	int k = 10;
	int c;
	double z;
	// 1. cout
	printf("%d\n", k); // C++向下兼容C
	cout << "hello word"<< " " << k << endl;  // endl 其实等同于插入“\n”
	cout << "hello word" << " " << k << "\n";
	// 2. endl
	cin >> k >> c >> z;
	cout << k << " " << c << " " << z;
	return 0;
}

三，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 Func(int a = 0)
{
 cout<<a<<endl;
}
int main()
{
   Func();     // 没有传参时，使用参数的默认值
   Func(10);   // 传参时，使用指定的实参
   return 0;
}

3. 2缺省参数的分类：

1. 全缺省参数
2. 半缺省参数

void Func(int a = 0, int b = 4, int z = 6)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	Func(); // 缺少全部参数----全缺参数
	Func(1); //缺少部分参数----半缺参数
	Func(, 7, );   //  该代码会报错，可见缺省参数，也不是乱填的还得遵循一些规则
	Func(, 5, 7);  //  报错
	return 0;
}

应用场景：就以游戏为例，移动默认键就可以理解为全缺省参数，当你修改为自己适应的键位时则理解为输入参数。

3. 3 特性注意

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。（缺省参数要么在声明中出现，要么在定义中出现，推荐在声明中设置）

如：

//a.h
  void Func(int a = 10);
  
// a.cpp
  void Func(int a = 20)
 {}
  
// 注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该
// 用那个缺省值。----这里涉及函数重载，后面我们会了解

四，函数重载

4. 1概念

自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。

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。（而C是不允许同名函数）

4. 2行参列表分类

1. 参数不同

// 1、参数类型不同
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. 类型不同

// 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

// 3、参数类型顺序不同
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;
}

（值得注意的是，缺省参数不同，则不满足重载函数的要求，当系统调用此函数时会发生歧义报错。）


void Func(int a = 10 , int b = 2)
{
	cout << "Func(int a = 10 , int b = 2)" << endl;
}

void Func(int a = 2, int b = 10)
{
	cout << "Func(int a = 2, int b = 10)" << endl;
}

int main()
{
	Func();
}
//  我们运行此代码就会发现会发生报错

4.3 为什么C不支持，而C++支持重载呢？

这里将运用到一些反汇编的知识，编译过程的知识。这里编译详细过程请移步这篇文章适合小白学习预处理与程序环境，这篇文章就够了_花果山~~程序猿的博客-CSDN博客

我们知道程序运行要经过预处理->编译->汇编->链接这几个过程，其中在会遇到定义在其他文件的情况等：

1. 如果函数定义在本文件中，那么编译时就会填上函数地址。
2. 如果只是声明，定义在其他文件中，那么编译不会填上地址，而是在链接时期通过函数修饰名去其他文件查找函数，如果有再填上地址。

C++目标文件符号表中不是直接用函数名的标识来查找函数的，而函数名的修饰规则在不同编译器下是不同的，下面是在linux进行的。

在linux下，其函数的修饰名规则是：_Z + 函数名长度 + 函数名 + 形参首字母

如下面代码：

// 在test.h中
void f();
void f(int a);

// 在test.c中
void f()
{
	printf("f()");
}

void f(int a)
{
	printf("f(int a)");
}

//  测试文件
int main()
{
	f();
	f(1);
	return 0;
}

C++程序在linux操作系统下，编译函数的反汇编如下：

C语言不支持重载，因为函数修饰名区分度不够。在编译过程中，从其他文件查找，C语言是单纯查找函数名，所以函数重名则机器无法区分。

下面是在C语言下的反汇编：

因此，在C++中有了比较复杂的函数修饰名规则，只要形参不同，那么两个函数就不存在冲突，链接时调用函数查找地址也是明确的。

五，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。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；(注意：引用是与变量必须是同类型）

#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;
int main()
{
    int a = 10;
    int& b = a;
    cout << a << " " << b << "\n";
    return 0;
}

我们可以发现引用与被引用的变量地址相同

5.2 引用特性

1. 引用在定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用，（多个名字）
3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体。（凸显出指针就像个渣男）

5.2 使用场景

1. 做参数

#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;
void swap(int& a, int& b)
{
	int tmp = b;
	b = a;
	a = tmp;
}

void j(int*& a)      // 传二级指针
{
	*a *= 2;   // 引用就是一级指针本体
}

int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	swap(a, b);

	int z = 100;
	int* k = &z;
	j(k);     
	cout << z;
	return 0;
}

2. 做返回值

#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;

int func(int& a, int& b)
{
	int c = a + b;
	return c;   // 这是将c的值进行临时拷贝(一般放在寄存器中)
}

int& func2(int& a, int& b)
{
	int c = 2 * a + b;
	return c;   // 返回一个引用，出函数后通过引用再次访问(本质上是非法访问)
}

int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	int& a1 = a, & b1 = b;
	int z = func(a1, b1);
	cout << z << "\n";
	z = func2(a1, b1);
	cout << z << "\n";
	return 0;
}

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--比如：静态区，堆区的数据)，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了（比如：在函数栈桢上的局部变量），则必须使用传值返回。

5. 3 传参，与传引用效率比较

这里有一段测试程序，分别测试函数传参两种方式。

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){
  
}

void TestFunc2(A& a){
  
}

void TestRefAndValue()
{
 A a;
 // 以值作为函数参数
 size_t begin1 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc1(a);
 size_t end1 = clock();
 // 以引用作为函数参数
 size_t begin2 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc2(a);
 size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
 cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

可见，传参时，传引用速率快于传值；传返回值时，传引用也快于传值。

5.4 常引用

这里涉及数据权限的问题

void f()
{
	// 扩大权限
	const int a = 10;  // 这里a只读
	//int& a1 = a;       // 而引用a, 可以读和写，属于是扩大权限，会报错是不允许的。
	const int& a1 = a; // 设置a1 只读
	
	// 缩小权限
	int b = 20;        // 这里b允许 读于写
	const int& b1 = b;  // 被允许是因为只是缩小权限
}

非const修饰的引用初始化时，对象得是变量，否则就是权限放大。

常见的常量有：

1. 被const修饰的变量。

const int a = 10;

const int& a1 = a;

2. 临时变量，如：函数返回值，表达式

const int& k = 3 + 4; // 会创建一个临时变量储存

const int& z = 1.111; // int截断值放在临时变量中

// int& k = 3 + 4; 不被允许

5.5 引用和指针的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。
在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

我们查看下面代码的反汇编，

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

可见，引用在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的，不能说相同，只能说一模一样。

5.6 引用与指针的不同点

1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。

2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求。

3. 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

4. 没有NULL引用，但有NULL指针

5. 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)

6. 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

7. 有多级指针，但是没有多级引用

8. 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

9. 引用比指针使用起来相对更安全

六，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。

6.1 特性

1. 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。
2. 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)、非递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
3. 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，如下：
// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);
// F.cpp
#include "F.h"
void f(int i)
{
 cout << i << endl;
}
// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{
 f(10);
 return 0;
}
// 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl 
f(int)" (?f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用