C++阶段总结第二部分

第二部分 C++核心编程一

目录

第二部分 C++核心编程一

1，内存分区模型

1.1程序运行前

1.2程序运行后

1.2new操作符

2.引用

2.1引用的基本使用

2.2注意事项

2.3引用做函数参数

2.4引用做函数返回值

2.5引用的本质

2.6常量引用

3，函数的提高

3.1函数的默认参数

3.2函数占位参数

3.3函数重载

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1，内存分区模型

C++在程序执行时，将内存大方向划分为4个区域

• 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
• 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
• 栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等
• 堆区：由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

划分的意义：不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给我们更大的灵活编程

1.1程序运行前

未执行该程序前分为两部分

代码区：

    存放CPU执行的机器指令

     代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可（.exe文件每次执行都是这一段代码）

     代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了他的指令  （.exe文件不能被修改）

全局区：

      全局变量和静态变量存放在此

      全局区还包括了常量区，字符串常量和其它变量也存放在此（常量区包括：const修饰的全局常量和字符串常量）

      该区域的数据在程序结束后由操作系统释放（只要是局部定义的都不在全局区,不论是字符串还是字符）

如下一段程序代码运行结果：

#include
#include
using namespace std;

int aa = 10;
int bb = 11;

const int c_a_1 = 10;
const int c_b_1 = 10;

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 11;

	static int a_1 = 10;
	static int b_1 = 10;

	string a_2 = "dasfaf";
	string b_2 = "hjkjhh";

	const int c_a_2 = 10;
	const int c_b_2 = 10;

	cout << "局部a=" << (int)&a << endl;
	cout << "局部b=" << (int)&b << endl << endl;

	cout << "全局aa=" << (int)&aa << endl;
	cout << "全局bb=" << (int)&bb << endl << endl;
	
	cout << "静态a_1=" << (int)&a_1 << endl;
	cout << "静态b_1=" << (int)&b_1 << endl << endl;

	cout << "常字符串=" << (int)&"adssasdf" << endl;
	cout << "常字符串=" << (int)&"dsaassaa" << endl << endl;

	cout << "局部字符串a_2=" << (int)&a_2 << endl;
	cout << "局部字符串b_2=" << (int)&b_2 << endl << endl;

	cout << "全常c_a_1=" << (int)&c_a_1 << endl;
	cout << "全常c_b_1=" << (int)&c_b_1 << endl << endl;

	cout << "局常c_a_2=" << (int)&c_a_2 << endl;
	cout << "局常c_b_2=" << (int)&c_b_2 << endl << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

1.2程序运行后

栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等

注：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放，所以当自定义函数使用过后，局部变量就会被自动释放

int *ap(int a)
{
    a = 1;
    int b = 2;        //局部变量，放在栈上，函数执行，栈区的数据就被释放了
    return &a（或者return &b）;        //返回局部变量地址，只能保留一次该数据
}

此时不论返回a的地址还是b的地址，都会出错，因为形参也是局部变量，所以当这个函数运行过后，都会被自动释放。

#include
#include
using namespace std;

int b = 1;
int *ap()
{
	int a = 1;        //局部变量，放在栈上，函数执行完，栈区的数据就被释放了
	return &a;        //返回局部变量地址
}

int *aq()
{
	return &b;        //返回全局变量地址
}

int main()
{
	int *p = ap();
	cout << "p=" << *p << endl;      //第一次可以打印正确数据，编译器做了保存
	cout << "p=" << *p << endl;      //第二次这个数据就不被保存了
	
	int *q = aq();
	cout << "q=" << *q << endl;      //因为返回的是全局变量的地址，所以不会被自动释放，只有程序结束后才会被释放
	cout << "q=" << *q << endl;      
	
	system("pause");
	return 0;
}

堆区：由程序员分配释放，如果程序员不释放，则程序结束时由操作系统回收

在C++中主要利用new在堆区开辟内存

指针本质上也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据是放在堆区

int *ap()
{
    int *b = new int;        //定义堆区数据
    *b = 10;
    return b;        堆区的数据不会被释放
}

1.2new操作符

C++中利用new操作符在堆区开辟数据

堆区开辟的数据，由程序员手动开始，手动释放，释放利用操作符delete

语法：new 数据类型

利用new创建的数据，会返回该数据对应的类型的指针

    int *p = new int(10);     //堆区开辟一个数据
    delete p;       //释放该数据

    int *q = new int[10];     //堆区开辟一个数组
    delete[] q;     //释放该数组

2.引用

2.1引用的基本使用

作用：给变量起别名（两个变量的地址一样）

语法：数据类型 &别名=原名

    int a = 10;
    int &b = a;

2.2注意事项

• 引用必须初始化
• 引用在初始化后，不可改变

    int a = 10, aa = 20;
    int &b = a;
    int &c; //错误，引用必须初始化
    &b = aa;//错误，初始化后，不可改变
    b = aa;//赋值操作

2.3引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参

优点：可以简化指针修改实参（可以参照值传递和地址传递）

void swap(int &a, int &b)         //引用传递交换两数的值
{
    int x = a;
    a = b;
    b = x;
}

#include
#include
using namespace std;

void swap(int &a, int &b)
{
	int x = a;
	a = b;
	b = x;
}

int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	swap(a, b);
	cout << a << "  " << b << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

2.4引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的

注意：不要返回局部变量的引用（和不要返回局部变量地址类似）

用法：函数调用作为左值

int &test1() 
{
    int a = 10;       //错误，局部变量，系统只保存一次
    return a;
}

int &test2()
{
    static int b = 10;    //正确，全局变量
    return b;
}

特殊赋值方法，因为函数返回的是一个引用，所以仍然可以赋值：eg:test2() = 111;

2.5引用的本质

引用的本质在C++内部实现是一个指针常量

    int &a = b;     //转换为 int *const a=&b;
    a = 10;         //转换为 *a=10;

2.6常量引用

作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作

在函数形参列表中，可以用const修饰形参，防止形参改变实参

    const int &a = 10;    //转换为int b=10; const int &a=b;

const使用场景，在当作形参时使用，防止数据被误操作

void show(const int &a)
{
    //a = 20;    //错误，因为传递时为const所以不能改变
    cout << a << endl;
}

#include
#include
using namespace std;

void show(const int &a)
{
	//a = 20;    //错误，因为传递时为const所以不能改变
	cout << a << endl;
}

int main()
{
	int a=10;
	show(a);
	system("pause");
	return 0;
}

3，函数的提高

3.1函数的默认参数

在C++中，函数的形参列表中的形参可以是有默认值的

语法：返回值类型 函数名（参数=默认值）{}

int test(int a = 1, int b = 2, int c = 3)
{
    return a + b + c;
}

注1：如果某个位置已经有了默认值，那么从这个位置往后，从左到右都必须有默认值
int test(int a = 1, int b, int c)       //错误

注2：如果函数声明有默认参数，函数实现就不能有默认参数‘（声明和实现只能有一个默认参数）

int test(int a = 1, int b = 2, int c = 3);
int test(int a = 1, int b = 2, int c = 3)        //错误，声明时，函数已经有参数了，所以实现不能有参数
{
    return a + b + c;
}

3.2函数占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数，用来占位，调用函数时必须填补该位置

语法：返回值类型 函数名（数据类型）{}

void test1(int a, int)
{
    cout << "占位参数" << endl;
}

3.3函数重载

作用：函数名可以相同，提高复用率

满足条件：

• 同一个作用域下
• 函数名称相同
• 函数参数不同或者个数或者顺序不同

返回值类型不可以作为函数重载的条件

我的另一篇关于重载的博客链接：https://blog.csdn.net/qq_46423166/article/details/106594280

函数重载的注意事项

• 引用作为重载条件
• 函数重载碰到函数默认参数

void test(int &a)
void test(const int &a)   //这两个可以构成重载

void test(int a)
void test(int a, int b = 10)    //因为包含默认参数，所以不能构成重载