【C++】入门必备小知识

news2025/1/19 20:30:16

C++入门

  • 1. 域
  • 2. 命名空间
    • 2.1命名空间的定义
    • 2.2 命名空间的使用
  • 3. C++输入和输出
  • 4. 缺省参数
  • 5. 函数重载
  • 6. 引用
  • 7. auto
  • 8. 范围for
  • 9.nullptr空指针
  • 10.内联函数

1. 域

  1. 域就是作用域，同一个域不可以用同名的变量，不同域可以用同名变量，遵循局部优先。域包括局部域、全局域、类域、命名空间域。其中我们学过局部域和全局域，类域和命名空间域后面会讲到。
  2. 域的访问
int a = 0;
int main()
{
	int a = 1;
	printf("%d", a);//a的作用域是局部域
	//如何打印全局域的a？
	//需要用到域作用限定符::
	printf("%d", ::a);
	return 0;
}

2. 命名空间

在C语言中，我们定义的变量、函数的名字在全局域可能与库中函数发生冲突，或者跟其他文件项目的变量名发生冲突。而C++的命名空间就可以解决这个问题。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。

2.1命名空间的定义

namespace 命名空间的名字
{
	命名空间的成员
}
  1. 命名空间的成员可以是变量、函数、自定义类型。
//例子
namespace nanmu
{
	int a;
	void Swap(int*p1,int*p2)
	{
		int tmp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = tmp;
	}
	struct student
	{
		char name[20];
		int age;
	}
}
  1. 命名空间可以嵌套定义
namespace N1
{
	int a;
	int b;
	namespace N2
	{
		int a;
		int b;
		int Add(int x,int y)
		{
			return x+y;
		}
	}
}

  1. 同一个工程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。例如一个.h文件和一个.c文件都定义了一个命名空间N1，最终都会合并成一个。
    注意
    名称相同的命名空间合并后有两个同名的变量/函数/自定义类型，就会报错（同一个作用域不可以用同名的函数）。怎么解决？再定义一个命名空间嵌套。

  2. 命名空间域是命名空间成员的作用域。

2.2 命名空间的使用

我们要如何使用命名空间的成员？以下是三种命名空间的使用方式：

  1. 使用using namespace 命名空间的名称（全部展开）
using namespace std;
//std是C++标准库的命名空间名，它包括C++库和STL（以后会学到）
int main()
{
	printf("hello,c++");
}

直接展开命名空间后，如果我们定义和库重名，就会发生冲突。所以就有第二和第三种方式。

  1. 使用using将命名空间的某个成员引入（展开某个）
using N1 a;
int main()
{
	printf("%d",b);
}
  1. 使用命名空间+作用域限定符+成员访问
int main()
{
	printf("%d",N::a);
}

结论：直接展开有风险，我们定义如果跟库重名，就会报错。建议项目里面不要展开，日常练习可以直接展开。

3. C++输入和输出

using namespace std;
#include<iostream>
int main()
{
	int a = 0;
	cin >> a;//从键盘输入a
	cout << a << endl;//打印a到屏幕
	return 0;
}

cin是标准输入对象（键盘），cout是标准输出对象（控制台），endl是C++符号，表示换行输出，<<是流插入符号，>>是流提取符号。< iostream >是cin、cout、endl的头文件。

  1. 跟C语言的输入输出对比（scanf，printf），C++的输入输出更方便，不用手动控制格式，C++会自动识别变量类型。
int main()
{
	char a;
	int b;
	double c;
	cin >> a >> b >> c;
	cout << "char:" << a << endl << "int:" << b << endl << "double:" << c << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

  1. scanf要快于C++的输入（cin）。原因是C++兼容C，要在缓冲区兼顾C和C++的输入。

4. 缺省参数

如果我们在函数传参时，忘记传实参或者少传参了怎么办？C语言会报错，而C++提出了缺省参数。

  1. 概念
    缺省参数（又叫默认参数）是在函数声明和定义时为函数参数指定一个缺省值（默认值）。
  2. 作用
    在函数传参时，如果没有指定实参就使用该参数的缺省值。如果给定实参就不使用
int Add(int x = 1, int y = 1)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret = Add();
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

结果
在这里插入图片描述

  1. 分类
//全缺省参数（所有参数都给缺省值）
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}
//半缺省参数（缺省部分参数）（至少需要传一个参数）
void Func2(int x , int y = 2)
{
	cout << "x = " << x << endl;
	cout << "y = " << y << endl;
}
int main()
{
	Func1();
	Func2(2);
	return 0;
}

结果
在这里插入图片描述

  1. 注意
    （1）我们给参数缺省值的时候，必须从右往左给，因为我们传参时是从左往右传。
    （2）缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。如果我们声明和定义的函数参数的缺省值不一样，编译器就无法确定哪个才是真正的缺省值。
    （3）那么声明和定义都给相同的缺省值？还是只给一个缺省值就够了？答案是只给一个就够了。那么是声明给缺省值，还是定义给缺省值？答案是声明给缺省值。定义给缺省值就会报错，在编译阶段，文件会包含头文件，此时头文件中的函数声明未给缺省参数，就会报错，所以是声明给。
    （4）缺省值必须给常量或者全局变量
    在这里插入图片描述
  2. 应用
struct Stack
{
	int* a;
	int top;
	int cap;
};
void StackInit(struct Stack* p, int capa = 10)
{
	……
}
int main()
{
	struct Stack s1;
	StackInit(&s1,100);//如果我们已知道要建立一个大小为100的栈，这时就直接将参数传过去
	struct Stack s2;
	StackInit(&s2);//如果不知道要创建大小为多少的栈，这时可以不传参，用缺省值
	return 0;
}

5. 函数重载

  1. 概念
    C++允许同一作用域出现同名函数，这些函数的参数个数、参数类型、参数顺序不同，构成功能类型的重载函数。（对函数的返回值没有要求，可相同可不同）
//函数重载
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
double Add(double x, double y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret1 = Add(1, 2);
	double ret2 = Add(1.5, 2.5);
	cout << "ret1 = " << ret1 << endl;
	cout << "ret2 = " << ret2 << endl;
	return 0;
}

结果
在这里插入图片描述

  1. 分类
//1.参数类型不同
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
double Add(double x, double y)
{
	return x + y;
}

//2.参数个数不同
void Func1(int a)
{
	cout << "Func1(int a)" << endl;
}
void Func1(int a, int b)
{
	cout << "Func1(int a,int b)" << endl;
}

//3.参数顺序不同
void Func2(int a, double b)
{
	cout << "Func2(int a,double b)" << endl;
}
void Func2(double a, int b)
{
	cout << "Func2(double a ,int b)" << endl;
}
  1. 注意
    （1）调用歧义
vodi f()
{
	cout<<"void f()"<<endl;
}
void f(int a = 0)
{
	cout<<"void f(int a = 0)"<<endl;
}
int main()
{
	f();
}

首先，f()和f(int a =0)是重载函数。但是，你能明白f()调用哪个函数吗？它既可以解释为不传参的函数，此时它调用的是有缺省值的函数；也可以理解为无参数的函数，此时它调用的是无参数的函数。两个都可以调用就存在歧义，编译器就会报错。
（2）函数名问题

void f(int a,int b)
{
	……
}
void f(int b,int a)
{
	……
}

这是否构成函数重载？不构成，这并不是函数参数的顺序不同，它跟形参的名字不同无关。

  1. 为什么C++支持函数重载？
    后面补上。

6. 引用

  1. 概念
    引用就是给一个变量取别名，既然是别名，那么和变量名一样都是指这个变量，所以引用变量和变量共用一块内存空间。
int main()
{
	int a = 0;
	int& b = a;//b是a的别名
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;
	return 0;
}

打印结果
在这里插入图片描述

  1. 特点
//1.引用在定义的时候必须初始化
int main()
{
	int a = 10;
	int& b;//错误的
	int& b = a;
}
//2. 一个变量可以有多个引用
int main()
{
	int a = 0;
	int &b = a;
	int &c = b;
	int &d = a;
	//如果b++，c++，d++，那么a也会++。因为他们都是共用同一块空间。
}
//3. 引用一旦引用其他变量，就不能再引用其他变量
int main()
{
	int a = 10;
	int&b = a;
	int c = 20;
	b = c;//这里是将d变成c的引用？还是将c赋值给d？
	//答案是将c的值赋值给b
}
  1. 应用
void Swap(int& x, int& y)
{
	int tmp = x;
	x = y;
	y = x;
}
int main()
{
	int x = 10;
	int y = 20;
	Swap(x, y);
	return 0;
}

形参是实参的别名（形参和实参共用一块内存空间），对形参的改变就是对实参的改变

  1. 适用场合
//1.做参数
void Swap(int& x, int& y)
{
	int tmp = x;
	x = y;
	y = x;
}
//好处：（1）形参的改变引起实参的改变；（2）提高效率，对于一些比较大的参数
//2.做返回值
int count()
{
	int n = 0;
	n++;
	return n;
}
//n返回时会生成临时变量，再返回。原因是变量出了作用域就销毁。

//如果返回的是静态变量呢？
int count()
{
	static int n = 0;
	n++;
	return n;
}
//此时变量出了作用域就不销毁了，但还是会临时变量。
//不管是局部变量还是临时变量，如果是传值返回，都会生成临时变量。

//那怎样才能不生成临时变量？不生成临时变量有什么用？
//（1）使用传引用返回，就不会生成临时变量。（2）减少拷贝，提高效率。如果返回是大对象，效率会提高得更明显。

//此时引用做返回值的好处就体现出来：减少拷贝，提高效率。
int& count()
{
	static int n = 0;
	n++;
	return n;
}

//疑问：如果count中的n是局部变量，不是静态变量，还可以用引用返回码？
//答案：不可以。局部变量出了作用域就销毁了，会非法访问，结果不可知。如果函数结束，函数栈帧销毁，没有清理栈帧，那么n的值侥幸是正确的。
int main()
{
	int& ret = count();
	return 0;
}

总结
（1）基本任何形参都可以用引用传参。
（2）谨慎引用做返回值。出了函数作用于，对象不在就不能引用返回，还在就可以用引用返回。正确的样例：静态变量，全局变量。

  1. 常引用（重点）
//常引用
int main()
{
	const int a = 10;
	int& b = a;//错误的。引用过程中，权限不能放大。a不能改变，却可以通过b来改变a，这是错误的。

	const int c = 10;
	int d = c;//正确的。这是一份拷贝，d的值的改变不影响c的值。

	int x = 0;
	int& y = x;//正确的。权限的平移。
	const int& z = x;//正确的。权限的缩小。引用过程中，权限可以平移或者缩小
	++x;//正确的。//缩小的是z作为别名的权限，x的权限不缩小。
	//此时z是否会发生变化？z也会发生变化，不能通过z修改x，但x改变，z是x的别名，也会随之改变。

	const int& m = 10;//正确的。因为常量具有常属性，不可以通过m改变10。

	double e = 1.11;
	int ii = e;//正确的。这是一份拷贝。但在拷贝过程中有类型转换，此时会产生临时变量。
	int& iii = e;//错误的。iii放大了权限，因为临时变量具有常性。e首先产生临时变量，再赋值给iii。
	const int& iii = e;//正确的。此时相当于权限的平移。

	return 0;
}

常引用还体现函数的返回值

int func1()
{
	static int x = 10;
	return x;
}
int& func2()
{
	static int x = 10;
	return x;
}
int main()
{
	int& ret1 = func1();//错误的。func1返回的是x的拷贝，是临时变量，具有常属性，此时相当于权限的放大
	const int& ret2 = func1();//正确的。权限的平移。
	int ret1 = func1();//正确的。返回一份拷贝。
	//注意：只有引用时才有权限的放大、缩小和平移。


	int& ret3 = func2();//正确的。权限的平移。
	const int& ret4 = fun2();//正确的。权限的缩小。
	return 0;
}

注意
只有类型转换的时候才会产生临时变量，相同类型不会产生临时变量。

  1. 引用和指针的区别
    （1）相同点
	int a = 10;
	int& aa = a;//在语法层面上，引用不开空间，是对a取别名
	int* pa = &a;//在语法层面上，指针开空间，存储a的地址

但在底层实现上，引用是类似指针的方式实现的。
在这里插入图片描述
（2）不同点

  1. 在概念上，引用定义一个变量的别名，指针存储一个变量的地址。
  2. 引用在定义式必须初始化，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实体。
  4. 没有空引用，但有空指针。（但有野引用和野指针）。
  5. sizeof(引用)==引用类型的大小，sizeof(指针) ==4/8字节。
  6. 引用+1，实体就+1；指针+1，就往后偏移一个类型大小的距离。
  7. 有多级指针，但没有多级引用。
  8. 访问实体方式不同，指针需要显示解引用，引用编译器自己处理。
  9. 引用相对于指针而言更安全和便利。

7. auto

  1. 概念
    auto是一个类型指示符，用来自动识别类型。
  2. 例子
//auto关键字
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = 20;
	auto c = 3.14;
	auto d = 'H';
	cout << typeid(b).name() << endl;//打印类型
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	return 0;
}

打印结果
在这里插入图片描述

  1. 注意
    （1）使用auto时必须初始化，auto能自动识别类型的本质是在编译阶段，编译器根据初始化表达式推导出变量的实际类型，然后将auto替换。
    （2）当auto在同一行定义多个变量时，要保持这些变量必须是相同的类型，否则编译器会报错。原因是编译器只推导第一个变量的类型，然后用推导出的类型定义其他变量。
int main()
{
	auto a = 1, b = 2, c = 3;//正确的
	auto x = 3.14, y = 4;//错误的
	return 0;
}

（3）当auto声明指针类型时，auto*和auto没有区别，但当auto声明引用类型时，就必须带上&。

	int a = 1;
	auto b = &a;
	auto* c = &a;
	auto& d = b;
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;

打印结果
在这里插入图片描述

（4）auto不能作为函数的参数
编译器无法对形参的实际类型进行推导
在这里插入图片描述
（5）auto不能直接用来声明变量
在这里插入图片描述

  1. 应用
    auto通常用来代替复杂的类型，还可以与范围for配合使用。

8. 范围for

  1. 概念
//范围for
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (auto e : arr)
		cout << e << " ";
	return 0;
}

打印结果
在这里插入图片描述
（1）从一个范围确定的数组中取出元素放在e中，然后打印，不管数组中元素的类型。这就是范围for。
（2）它会自动迭代，自动判断结束。
（3）for后面的括号分为两部分，冒号前是循环的变量，冒号后是循环的范围。
（4）这里的e是临时变量的名称，可以随便取。
（5）如果循环过程中要改变数组的内容，就得用引用类型，因为e是arr元素的临时拷贝，不改变arr。

for(auto&e:arr)
	e+=1;
  1. 注意
    for循环的范围必须是确定的。对于数组而言，范围就是第一个元素和最后一个元素。

9.nullptr空指针

NULL在C语言被定义为空指针，但在C++被定义为字面常量0。如下面的例子
在这里插入图片描述
所以就有了nullptr，它表示空指针。

10.内联函数

  1. 引入
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		cout << Add(i, i + 1) << endl;
	}
	return 0;
}

Add循环10000就需要建立10000个函数栈帧，如果要减少建立栈帧的次数，要如何解决？
用宏定义，宏的优点：不需要建立栈帧，提高调用效率。
但考虑到宏的缺点：（1）复杂、容易出错（2）可读性差，不能调试。所以C++推出内联函数。

  1. 定义
    用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，这样就没有函数调用产生的开销，提高运行效率。
inline int Add(int x, int y)//在函数钱前面+inline
{
	return x + y;
}
  1. 疑问
    是不是所有的函数都可以用内联函数？
    并不是。inline也有适用范围：短小的频繁调用的函数。函数太长会导致代码膨胀。
    例子

假设有一个函数Func(),编译后有50条指令。如果有一个项目在10000个位置调用该函数。
（1）第一种情况：Func不是内联函数，合计多少条指令？
项目中每个调用Func的地址都只有一条调用指令call，一共10000+50条指令。
（2）第二种情况：Func是内联函数，合计多少条指令？
Func每次调用都被展开，所以一共10000*50条指令。那么这个可执行程序就变大（例：安装包变大，或者升级程序变大）。
所以并不是所有的函数都可以变成内联函数。

  1. inline对于编译器仅仅是个建议，最终是否成为内联函数，由编译器决定。像比较长的函数、递归函数+inline后就会被编译器否决掉。

  2. 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，链接就会找不到。

  3. 默认debug下面，inline不会起作用，否则函数都被展开了，无法进入函数，不方便调试。

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​​Parasoft与TASKING宣布建立合作 2023年4月26日&#xff0c;全球嵌入式软件测试解决方案领导者Parasoft宣布与汽车嵌入式软件开发工具行业领导者TASKING建立合作伙伴关系。Parasoft和TASKING的合作为汽车行业提供了一套完整的软件全生命周期解决方案&#xff0c;通过CI/CD工…
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Shell基础学习---2、运算符、条件判断、流程控制

Shell基础学习---2、运算符、条件判断、流程控制

1 、运算符 1、基本语法 “$((运算式))”或‘“$[运算式]” 2、案例实操 2 、条件判断 1、基本语法 &#xff08;1&#xff09;test condition &#xff08;2&#xff09;[ condition ] &#xff08;注意condition前后要有空格&#xff09; 注意&#xff1a;条件非空即为tr…
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批量域名综合信息查询-域名批量注册查询软件

批量域名综合信息查询-域名批量注册查询软件

域名综合信息查询 域名是一个网站的重要组成部分&#xff0c;它直接影响着网站的流量和排名。对于网站管理者来说&#xff0c;了解域名的综合信息是非常重要的。为了便于管理者查询和了解域名的综合信息&#xff0c;147SEO提供了免费的域名综合信息查询服务。下面&#xff0c;…
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案例9：Java公益物资分配系统设计与实现开题报告

案例9：Java公益物资分配系统设计与实现开题报告

博主介绍&#xff1a;✌全网粉丝30W,csdn特邀作者、博客专家、CSDN新星计划导师、java领域优质创作者,博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java技术领域和毕业项目实战✌ &#x1f345;文末获取源码联系&#x1f345; &#x1f447;&#x1f3fb; 精彩专…
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k8s系列-eureka部署集群

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1.基本信息 2.容器信息 容器镜像名称： xxxx:30002/dmp/eureka:2022.10.08.14.39.17 环境变量 参数名称 参数值 eureka.instance.hostname ${HOSTNAME}.dmp-eureka-cloud eureka.instance.prefer-ip-address false eureka.client.service-url.defaultZone http://dmp-eureka…
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CLLC谐振变换器的基波分析

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CLLC谐振变换器_基波分析 目录 CLLC谐振变换器_基波分析 目录电路图FHA分析基于FHA的电路增益特性分析 电路图 FHA分析 输入电压FHA分析 谐振输入假设为理想方波 V i ( t ) 4 V i n π ∑ n 1 , 3 , 5... ∞ 1 n s i n ( 2 π n f s t ) V_{i}(t)\frac{4Vin}{\pi}\sum_…
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拓尔微芯片TMI33421在家电上的应用、特点及概述

拓尔微芯片TMI33421在家电上的应用、特点及概述

TMI33421是拓尔微最新推出的一款30V, 2A 同步降压DC-DC转换器&#xff0c;在效率和可靠性方面表现俱佳。 高效率&#xff1a;最高可达95% TMI33421是一颗同步降压转换器&#xff0c;将2颗MOS管集成在芯片内部&#xff0c;实现更小的功率损耗&#xff0c;在2A的正常工作电流下&…
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