c++语言基本语法

news2024/11/17 3:37:02

今天，我带来c++语言基本语法。互联网流行着一个段子，求职者在自己的简历上写精通c++，面试官看完以后，微微一笑，疯狂拷问，最后，求职的人回答不出来一两个问题。正如段子所表达的意思，c++语言确实是一个难度较高的编程语言，当你越学下去，就会发现好多地方没有认识到位，所以很少有人敢说自己精通c++。正因为如此，在研究c++语言的过程中，才有无尽的乐趣，让我们一起去体验当时设计者的思想。

目录

    • c++关键字(c++98)
    • 命名空间
      • 2.1命名空间的定义
      • 2.1命名空间的使用
    • c++输入 & 输出
    • 缺省参数
      • 缺省参数的概念
      • 缺省参数分类
    • 函数重载
      • 函数重载的概念
      • 函数重载的原理---名字修饰
    • 引用
      • 引用的概念
      • 引用特征
      • 常引用
      • 使用场景
      • 传值和穿引用的效率
      • 引用和指针的区别
    • 内联函数
      • 内联函数的概念
    • 面试题
    • auto关键字
      • auto关键字的概念
      • auto关键字的使用细节
      • auto关键字不能推导的场景
    • 范围for
      • 范围for的概念
      • 范围for的使用条件
    • 指针空值nullptr(C++11)

c++关键字(c++98)

c++语言是一门兼容c语言的编程语言，在下面的关键字中，C++总计63个关键字，C语言32个关键字。

asmdoifreturntrycontinue
autodoubleinlineshorttypedeffor
booldynamic_castintsignedtypeidpublic
breakelselongsizeoftypenamethrow
caseenummutablestaticunionwchar_t
catchexplicitnamespacestatic_castunsigneddefault
charexportnewstructusingfriend
classexternoperatorswitchvirtualregister
constfalseprivatetemplatevoidtrue
const_castfloatprotectedthisvolatilewhile
deletegotoreinterpret_cast

注：这里只做了解。

命名空间

在c/c++中，变量、函数和类大量存在，这些变量、函数和类的名称都保存在于全局作用域，可能会有冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突和名字污染，关键字namespace。

如下面的例子：

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

int rand = 10;//错误代码演示

int main()
{
	printf("%d",rand);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
此时，rand这个标识符就出现的冲突，原本rand是一个库函数，现在被定义成一个变量名。如果现在是c语言，那么只能尽量的做到不跟以前有相同的名字，但是c++，采用了命名空间的方法。

2.1命名空间的定义

定义命名空间，需要使用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。

1.正常命名空间的定义

namespace zrb
{
	//命名空间里可以定义变量/函数/类型
	int rand = 10;
	
	int Add(int value1,int value2)
	{
		return value1 + value2;
	}

	struct ListNode
	{
		int value;
		ListNode* next;
	};
}

int main()
{
	return 0;
}

2.命名空间可以嵌套

namespace N1
{
	int a;
	int b;
	int Add(int value1, int value2)
	{
		return value1 + value2;
	}	

	namespace N2
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int value1, int value2)
		{
			return value1 - value2;
		}
	}
}
int main()
{
	return 0;
}

3.同一个项目(工程)中相同名称的命名空间会合并
同一个项目(工程)中存在多个相同名称的命名空间，编辑器最后会合并成同一个命名空间。

如：test.cpp和test.h的两个N1的命名空间会被合并。

总结：一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中所有的内容都局限于该命名空间中。

2.1命名空间的使用

如下面的命名空间，我们如何取到value值呢？

namespace zrb
{
	int value = 10;
}

我们直接取value值，观看能不能成功。

#include<stdio.h>
namespace zrb
{
	int value = 10;
}

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

在这里插入图片描述
正如前面所说，一个命名空间定义了一个作用域，所以value是在命名空间zrb的作用域里面，我们直接取value值，是取不到的。

那么应该如何操作呢？下面有三种方法。
1.加命名空间的名称及作用域限定符

#include<stdio.h>
namespace zrb
{
	int value = 10;
}

int main()
{
	printf("%d\n",zrb::value);//命名空间的名称及作用域限定符 加 要取到的值
	return 0;
}

在这里插入图片描述
2.使用using将命名空间中某个成员引入

#include<stdio.h>
namespace zrb
{
	int value = 10;
}

using zrb::value;//使用using
int main()
{
	printf("%d\n",value);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
3.使用using namespace 命名空间名称 引入

#include<stdio.h>
namespace zrb
{
	int value = 10;
}

using namespace zrb;//使用using namespace 命名空间名称
int main()
{
	printf("%d\n",value);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

一般不建议使用第三种方法，因为这种方法相当于把命名空间展开，那么可能又导致命名冲突的问题，平时练习图方便，可以使用这种方法，项目尽量要少使用这种方法。

c++输入 & 输出

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

注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	char a;
	int n;
	double c;

	cin >> a >> n >> c;//输入，自动识别类型
	
	cout << a << " " << n << " " << c;//输出,以空格分开

	cout << endl;//endl表示换行

	return 0;
}

在这里插入图片描述
让我们用c++给世界打个招呼吧。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "hello world" << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述
std命名空间的使用惯例：

  1. 在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
  2. using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用，或者using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

缺省参数

缺省参数的概念

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。在调用该函数的时候，如果没有指定实参，则使用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。

#include<iostream>
using namespace std;
void Func(int a = 10)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	Func();//没有传参，a使用缺省值，为10
	Func(4);//传参，a使用指定的实参，为4
	return 0;
}

在这里插入图片描述

缺省参数分类

1。全缺省参数

#include<iostream>
using namespace std;
void Func(int a = 10,int b = 20,int c = 30)//每个函数参数都是缺省参数
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
	Func();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

2.半缺省参数

#include<iostream>
using namespace std;
void Func(int a,int b = 20,int c = 30)//每个函数参数都是缺省参数
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
	Func(300);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

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
  3. 缺省值必须是常量或者全局变量
  4. C语言不支持（编译器不支持）

其中，当缺省参数在函数声明和定义同时出现会报错，如下：

  //a.h
  void Func(int a = 10);
  
  // a.cpp
  void Func(int a = 20)
 {}
  
  // 如果声明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。

函数重载

函数重载的概念

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 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

#include<iostream>
using namespace std;
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;
}

2.参数个数不同

#include<iostream>
using namespace std;
void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}

3.参数类型顺序不同

#include<iostream>
using namespace std;
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;
}

函数重载的原理—名字修饰

c/c++运行一个程序，都要经过预处理、编译、汇编、链接四个阶段。假如现在有函数声明和定义在不同的文件里，那么在汇编中，函数声明和函数定义的位置都要产生一个符号表，那么函数定义的符号表存的是真实的函数地址，函数声明的符号表存的是虚拟的函数地址。

在链接的过程中，链接器就要查找函数定义的符号表里面存的地址，存到函数声明符号表的里面，而这种查找，采用的是函数的名字。

每个编辑器都会有自己的名字修饰规则。

windows下的函数修饰规则比较复杂。有兴趣可以去查询一下。

在Linux中，gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】。

gcc
在这里插入图片描述

g++
在这里插入图片描述

结论：在linux下，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。

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。

引用

引用的概念

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。

格式：
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;
	int& b = a;
	cout << "b = " << b << endl;//因为b是a的别名，所以b的值就是a的值，为10

	b = 10;//因为b是a的别名，修改b相当于修改a
	cout << "a = " << a << " b = " <<  b << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

引用类型必须和引用实体是同种类型的

引用特征

  1. 引用在定义时必须初始化
  2. 一个变量可以有多个引用
  3. 引用一旦引用一个实体，就不能引用其他实体
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int& a;//报错
}

在这里插入图片描述

常引用

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	const int a = 10;
	//int& ra = a;   // 该语句编译时会出错，a为常量
	const int& ra = a;

	// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
	const int& b = 10;

	double d = 12.34;
	//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
	const int& rd = d;
}

使用场景

1.做参数

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}

2.做返回值

int& Count()
{
   static int n = 0;
   n++;
   // ...
   return n;
}

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，则必须使用传值返回。

如上面的例子中，n是静态变量，出了函数作用域还是存在的，所以可以采用传引用返回。

传值和穿引用的效率

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。

综上，传引用的效率是高于传值的效率的。

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。

在这里插入图片描述

引用和指针的不同点:

  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

内联函数

内联函数的概念

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。

如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

在这里插入图片描述

  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)、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
  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。

面试题

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++有哪些技术替代宏？

  1. 常量定义 换用const enum
  2. 短小函数定义 换用内联函数

auto关键字

auto关键字的概念

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。
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。

【注意】
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

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;

	auto b = a;
	auto c = &a;

	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

auto关键字的使用细节

  1. auto与指针和引用结合起来使用
    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 x = 10;
    auto a = &x;
    auto* b = &x;
    auto& c = x;
    cout << typeid(a).name() << endl;
    cout << typeid(b).name() << endl;
    cout << typeid(c).name() << endl;
    *a = 20;
    *b = 30;
     c = 40;
    return 0;
}

在这里插入图片描述
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
}

auto关键字不能推导的场景

  1. auto不能作为函数的参数
// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)
{}
  1. auto不能直接用来声明数组
void TestAuto()
{
    int a[] = {1,2,3};
    auto b[] = {4，5，6};
}
  1. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法

范围for

范围for的概念

在c++98遍历一个数组，可以按照下面方法

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); ++i)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

在这里插入图片描述

c++11引入了范围for

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	for (auto e : arr)//范围for
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

在这里插入图片描述

语法：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。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (auto& e : array)
	{
		e *= 2;
	}

	for (auto e : array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

注意：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

范围for的使用条件

  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。

指针空值nullptr(C++11)

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。

#undef NULL
#if defined(__cplusplus)
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif

比如下面的程序就有歧义：

#include<iostream>
using namespace std;
void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
	f(0);
	f(NULL);
	f((int*)NULL);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

因为C++中不能将void *类型的指针隐式转换成其他指针类型，nullptr并非整型类别，甚至也不是指针类型，但是能转换成任意指针类型。nullptr的实际类型是std:nullptr_t。

注意：

  1. 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。
  2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
  3. 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。

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作者&#xff1a;学Java的冬瓜 博客主页&#xff1a;☀冬瓜的主页&#x1f319; 专栏&#xff1a;【Linux】 分享: 屋檐如悬崖 风铃如沧海 我等燕归来 时间被安排 演一场意外 你悄然走开 故事在城外 浓雾散不开 看不清对白 你听不出来 风声不存在 是我在感慨 梦想来是谁在窗台 …
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初步尝试调试postgresql源码

初步尝试调试postgresql源码

准备用VS2005和postgresql 8.x或9.0&#xff0c;搭建源码调试环境&#xff1b; 不成功&#xff1b;结果如下&#xff1b; 把下面文件中用#连着注释掉7行&#xff0c;然后加上一句 $self->{vcver} 8.00; 得到上面结果&#xff1b;如果不改的话上面的结果也没有&#xff1b;…
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恒生电子探路金融大模型

恒生电子探路金融大模型

‍数据智能产业创新服务媒体 ——聚焦数智 改变商业 近日&#xff0c;恒生电子和旗下子公司恒生聚源正式发布基于大语言模型技术打造的数智金融新品&#xff1a;金融智能助手光子和全新升级的智能投研平台WarrenQ。此外&#xff0c;恒生电子金融行业大模型LightGPT也首次对外亮…
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硬件电路设计--运算放大器（三）应用一

硬件电路设计--运算放大器（三）应用一

文章目录 前言示例1示例2 一、反向比例反向比例改进版对平衡电阻R的讨论 二、同向比例三、电压跟随器四、加法运算电路4.1 反向加法电路4.2 同加法电路4.3 特殊应用 五、减法运算电路六、积分电路七、微分电路八、对数和指数运算电路8.1 对数8.2 指数 九、测量放大电路&#xf…
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基于matlab根据一系列图像估计单个校准相机的轨迹（附源码）

基于matlab根据一系列图像估计单个校准相机的轨迹（附源码）

一、前言 视觉里程计是通过分析一系列图像来确定相机的位置和方向的过程。视觉里程计用于各种应用&#xff0c;例如移动机器人、自动驾驶汽车和无人机。此示例说明如何根据一系列图像估计单个校准相机的轨迹。 此示例演示如何从一系列二维视图估计校准相机的轨迹。此示例使用…
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常用字符串处理方法汇总--Pandas

常用字符串处理方法汇总--Pandas

字符串处理只能在Series上进行&#xff0c;不可以在DataFrame上操作&#xff0c;只能对字符串进行处理&#xff0c;不能对整数、日期进行处理 1. 元素统计 1.1 str.count() 1.1.1 函数功能 统计Series中每个元素中包含pat的次数 1.1.2 函数语法 Series.str.count(pat, fl…
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美日韩限制光刻机供应，中国正式亮剑，外媒：轮到美芯被卡脖子了

美日韩限制光刻机供应，中国正式亮剑，外媒：轮到美芯被卡脖子了

这几年美国频频对中国芯片采取措施&#xff0c;今年以来美国更是变本加厉&#xff0c;联合荷兰和日本限制对中国出售光刻机等芯片设备&#xff0c;试图将中国的芯片工艺限制在45纳米以上&#xff0c;近日我国商务部联合海关等部门宣布对镓、锗等稀有金属实施出口限制&#xff0…
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Python实现某只股票的MACD、KDJ指标的单双金叉点判定

Python实现某只股票的MACD、KDJ指标的单双金叉点判定

金叉理论介绍 在股票K线图中&#xff0c;短期的收盘价均线向上穿越长期均线即为金叉&#xff0c;但如果长期均线向下或变缓&#xff0c;同时短期均线向上穿越就不能称之为金叉。 对于MACD指标&#xff0c;若差离值线由下向上突破移动平均线&#xff0c;即DIF值前一天小于DEA值…
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MySQL库表操作的作业

MySQL库表操作的作业

1.创建数据库 create database Market&#xff1b; mysql> show databases; -------------------- | Database | -------------------- | information_schema | | Market | | db1 | | mysql | | performance_schema | | …
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消息队列 - RocketMQ

消息队列 - RocketMQ

1. 名词解释和概念 NameServer&#xff1a; 是一个无状态节点&#xff0c;可集群部署&#xff0c;节点之间无任何信息同步用于服务注册和发现&#xff0c;为 MQ 集群提供服务协调与治理记录并维护 Topic 和 Broker 的信息为生产者和消费者提供 Topic 的路由信息 无状态和有状…
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