【C++】快速入门

【C++】快速入门_第1张图片

目录

一、命名空间

1.初识C++ 

2.概念

3.命名空间的定义 

1.普通的命名空间 

2.命名空间的嵌套 

3.命名空间的重名问题 

二、C++的输入&输出 

三、缺省参数

1.全缺省参数 

2.半缺省参数 

3.缺省参数的注意点

四、函数重载 

1.函数重载的原则

2.以下的函数不能构成函数重载

1.返回值不同的函数

2.缺省值不同的函数

3.传参调用问题

3.函数重载的原理

五、引用

1.引用的定义 

2.引用的特性

3.常引用 

4.使用场景 

1.引用作参数 

2.引用作返回值 

5.指针和引用的区别 

六、 内联函数

七、auto关键字

1.auto不能做参数,不能定义数组

2.范围for的使用

八、指针空值


一、命名空间

1.初识C++ 

 先简单认识一下C++,依然从Hello World开始 

【C++】快速入门_第2张图片

从上图代码中发现有三个不同之处: 

1.C++所包的头文件:#include ;这里 --- 输入、o --- 输出、stream --- 流;即输入输出流;

2.using namespace std:这个就是命名空间了,有了这段代码,才可以使用coutcin这些C++库函数(即打印和输入),这里简单认个脸熟就行;

3.相比C语言C++的打印函数就和C语言有所不同了,当然C++是为了解决C的在某些方面的不足,一个升级版,它是兼容C的,所以你在C++中使用printf也是完全可以的;

2.概念

        在C/C++中,变量、函数和后面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;

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        从上图的代码中可以看出,(图b)我们定义了一个全局变量的 rand 这个是C语言的库函数,当在C的代码中包含了 #include 时,并进行调试时,系统提示“重定义”;(图a)是C++的代码,也存在同样的问题;这里就表明自己定义的变量名库函数的函数名发生了冲突导致的,我们把这种叫做“命名冲突或名字污染”;在C++为了解决C语言在这个方面的缺陷对齐进行了改进,增加了一个叫做“命名空间”使用;

3.命名空间的定义 

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。

1.普通的命名空间 

//定义了一个麻辣香锅的命名空间--定义的是一个域
namespace mlxg
{
	int rand = 0;//rand还是属于全局的变量,放到静态区的;这里不能进行复制操作
}
int a = 0;
int main()
{
	int a = 1;
	printf("Hello World\n");
	printf("%d\n", mlxg::rand);//  ::这个符号叫作--域作用限定符号  
							  //  表达的意思是这个rand去取左边域里面的
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", ::a);//全局域找a;::的左边为空代表全局域
	return 0;
}

上面的代码中,我们定义了变量,分别为 arand、它们都属于全局变量;并且 rand 是放在了一个名为mlxg(麻辣香锅)的域中的,rand就是mlxg域中的一个成员变量;

【C++】快速入门_第4张图片

当我们想要打印出这个rand的值时,并不是直接去打印的,如果按照普通的打印格式,还是一样出现“重定义” ;这个时候就需要用到它“ :: ”——“域限定符”,比如说,你定义了很多个域,就想打印某个域中的某个变量的值时,使用方法:mlxg::rand(告诉编译器你去mlxg的那个域中去找rand,不要去别的地方了);如果你写成  ::rand 表面左边的域是空白,编译器就默认去全局域中找这个rand了;

2.命名空间的嵌套 

namespace mlxg
{	//命名空间还可以定义变量/函数/类型
	int rand = 0;

	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
	//嵌套
	namespace mlxg1
	{	
		int rand = 100;

		int Sub(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}

		struct Node
		{
			struct Node* next;
			int val;
		};
	}
}

int main()
{
	//使用
	mlxg::rand = 10;//把mlxg域中的rand赋值为10
	struct mlxg::Node node;//创建一个mlxg域中的名Node的结构体的一个变量;注意这里的域名要写在结构体的后面
	mlxg::Add(1, 2);//这里是调用mlxg域中的Add函数;
	printf("%d\n", mlxg::mlxg1::rand);//打印mlxg域中的mlxg1域中的rand的值,其结果为100
	return 0;
}

 从上述的代码中可以看出命名空间的成员变量可以是变量、函数、类型和在嵌套一个域,就像是无限套娃;这里要注意的就是主函数中的赋值,定义结构体变量、打印时的使用方法;

3.命名空间的重名问题 

定义变量存在同名,那么在命名空间就不可能重名了吗?答案是肯定会重名的,如果定义了很多很多个命名空间,难免会有重名的存在,但是编译器会将重名的命名空间整合到一起;

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强调: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

二、C++的输入&输出 

输入——cin;输出——cout

使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时,必须包含< iostream >头文件以及std标准命名空间。
#include 
using namespace std;

int main()
{
	int i = 0;
	int i1 = 0;
	//C++
	cin >> i;//流提取
	cout << i << endl;//流插入
	//C
	scanf("%d", &i1);
	printf("%d", i1);
	return 0;
}

上述代码中:<<——流插入运算符>>——流提取运算符endl——换行

C++和C语言的比较:

        C语言在给变量输入时需要%d和&(取地址),打印时需要%d,也就是定义的是什么类型就需要相应 的打印格式;浮点型——%f、字符型——%c、地址——%p;

        C++在给变量输入时,就很形象,没有那么麻烦,打印数据时也不需要相应的格式,因为C++会自动识别类型

三、缺省参数

        缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值。在调用该函数时,如果没有指定实参则采用该默认值,否则使用指定的实参

1.全缺省参数 

下面的代码中,Func函数采用的就是全缺省;在传参的过程中需要注意:

        1.可以无参数传——Func( );表明这个函数里的a/b/c就是要默认值10/20/30;

        2.可以传一个或多个参数

                Func( 1 )——a使用指定的1;b、c使用默认值;
                Func( 1, 2 )——a使用指定的1;b使用指定的2;c使用默认值;

                Func( 1,2,3)——a使用指定的1;b使用指定的2;c使用指定的3;

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "b=" << a << endl;
	cout << "c=" << a << endl << endl;
}

int main()
{
	Func();
	Func(1);
	Func(1, 2);
	Func(1, 2, 3);
	return 0;
}

2.半缺省参数 

下面的代码中,Func函数采用的就是半缺省;在传参的过程中需要注意:

        1.不可以无参传——Func( );

        2.不能间隔传——Func(1, ,2);

        3.必须从左向右依次传;

void Func(int a , int b , int c = 30)
{
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "b=" << b << endl;
	cout << "c=" << c << endl << endl;
}

int main()
{
    //Func();不可无参传,指定不明确
	Func(1, 2);
    //Func(1, ,3);不能间隔着传参
	Func(1, 2, 3);
	return 0;
}

3.缺省参数的注意点

1.半缺省参数必须从右往左依次来给出,不能间隔着给;

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2.缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

/*
//Stack.h——声明
void StackInit(struct Stack* ps, int capacity = 4);
//Stack.c——定义
void StackInit(struct Stack* ps, int capacity = 4)
{
	ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
	ps->top = 0;
	ps->capacity = capacity;
}
*/
/***************************************************************/
//Stack.h——声明
void StackInit(struct Stack* ps, int capacity = 4);

//Stack.c——定义
void StackInit(struct Stack* ps, int capacity)
{
	ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
	ps->top = 0;
	ps->capacity = capacity;
}

//test.c
int main()
{
	struct Stack st;
	StackInit(&st);    //不知道栈最多存多少数据,就用缺省值初始化
	StackInit(&st, 100); //知道栈最多存100个数据,就用缺省值初始化
	return 0;
}

(在前几篇的博客中,比如栈我们需要开辟空间,如果在不知道需要多少空间的情况下,利用缺省参数可以给定默认值,如果需要100的空间,就算设置了缺省,也无关紧要)

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)

四、函数重载 

        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。

        比如:以前有一个笑话,国有两个体育项目大家根本不用看,也不用担心。一个是乒乓球,一个是男足。前者是“谁也赢不了!”,后者是“谁也赢不了!”

1.函数重载的原则

        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(参数个数类型 顺序)必须不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题 ;

//1.函数的类型不同
int Add(int left, int right)//类型——int
{
	cout<<"int Add(int left, int right)"<

2.以下的函数不能构成函数重载

1.返回值不同的函数

//返回值不同
short Add(short left, short right) 
{
	return left + right;
}

int Add(short left, short right) 
{
	return left + right;
}

2.缺省值不同的函数

//缺省值不同
void f(int a)
{
	cout << "f()" << endl;
}

void f(int a = 0)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}

3.传参调用问题

虽然构成重载,但使用时会有问题,f ( );调用不明确,存在歧义 

void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}

void f(int a = 0)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
	f();
	f(1);
	return 0;
}

3.函数重载的原理

C++中支持了函数重载,而C语言是不支持的; 究其原因,在函数调用的时候,C++编译器对函数名的修饰规则和C语言编译器是存在差异的;由于在VS编译器下很难看出C++和C的区别;这里我们利用Linux进行演示;

以下面的代码为例: 

void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}

void f(int a)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}

如下图所示为 Linux 的反汇编,第一个f( )函数命名为_Z1fv;第二个f(int a = 0)函数命名为_Z1fi;

        _Z:表示前缀

        1:表示函数名的长度

        f:表示函数名

        i:参数为int类型(取首字母)

        v:参数为void类型(取首字母)

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 以下是c的反汇编:

【C++】快速入门_第8张图片

结合两种编译器下的函数名修饰规则可以看出 ;

C++的函数名修饰风格:_Z+函数名长度+函数名+参数类型的首字母;

C语言的函数名修饰风格:直接就是函数名;

 在简单的了解了一下函数名的修饰规则后,回想一下程序编译链接的过程:

【C++】快速入门_第9张图片

 

通过编译链接的分析,C++支持函数重载,C语言不支持函数重载,原因就是函数名的修饰风格不同;

五、引用

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

1.引用的定义 

int main()
{
	int a = 10;
	int& b = a;//--定义引用类型
	//引用在语法层,我们要理解这里没有开新的空间,就是对原来的取了一个新的称叫做b
	//int* p = &b;//--这里是取地址b

	a = 20;
	b = 30;
	//a改变了,b也会改变;b改变了,a也会改变
	return 0;
}

2.引用的特性

int main()
{
	//1.引用在定义的时候必须初始化
	//int a = 10;
	//int& b;---未初始化

	//2.一个变量可以有多个引用,类似于一个人可以有多个外号
	int a = 10;
	int& b = a;
	int& c = a;
	int& d = b;

	//3.引用一旦引用了一个实体,再不能引用其他实体了
	int a = 10;
	int& b = a;
	int c = 20;
	//1.这里是让b变成c的别名呢?否
	//2.还是把c赋值给b呢?  是
	b = c;

	return 0;
}

3.常引用 

int main()
{
	//权限放大----不可以
	//const int a = 10;
	//int& b = a;//错误
	
	//权限不变----可以
	const int a = 10;
	const int& b = a;

	//权限的缩小----可以
	int c = 10;
	const int& d = c;
    
    double d =11.11;
    //int& a = d;这是错误的
    const int& a = d;//正确

	return 0;
}

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权限放大:

对于 const int a = 10 ;它只具备读,不具备写;当对其引用时不能进行权限放大;

错误:int& b = a;(既具备读也具备写) 

正确:const int& b = a;

对于int c = 10;它既具备读也具备写;当对其引用时,可以权限不变们也可以权限缩小;

权限缩小:const int& d = c;(它只具备读,不具备写)

4.使用场景 

1.引用作参数 

//引用作参数 

void swap(int* p1, int* p2)//传地址
{
	int tmp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = tmp;
}


void swap(int& r1, int& r2)//传引用
{
	int tmp = r1;
	r1 = r2; 
	r2 = tmp;
}

void swap(int r1, int r2)//传值
{
	int tmp = r1;
	r1 = r2;
	r2 = tmp;
}

//他们三个构成函数重载,他们类型不同,但是swap(x, y);调用时存在歧义,不知道调用传值还是传引用
int main()
{
	int x = 0, y = 1;
	swap(&x, &y);
	//swap(x, y);
	return 0;
}

2.引用作返回值 

         如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还未还给系统,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。
//引用作返回值

int Add1(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}
int& Add2(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int x = 0, y = 1;
	int ret1 = Add1(1, 2);//3?
	int& ret2 = Add2(1, 2);//3?
	cout << ret1 << endl;
	cout << ret2 << endl;
	return 0;
}

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5.指针和引用的区别 

1. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
2. 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
3. 没有NULL引用,但有NULL指针
4. 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)
5. 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
6. 有多级指针,但是没有多级引用
7. 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
8. 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,没有函数压栈的开销,内联函数提升程序运行的效率。
inline int Add(int x, int y)//在函数前面加上inline
{
	int ret = x + y;
	return ret;
}

int main()
{
	int ret = Add(2, 3);
	return 0;
}

上述代码的Add函数还可以用宏来替换

#define Add(x,y) ((x)+(y))

int main()
{
	int ret = Add(2, 3);
	return 0;
}

如果使用宏来替换函数的话,宏是非常复杂的,如果控制不好括号,容易造成错误 ;

在有了内联函数的情况下,如果Add函数调用1000次的话,按函数不展开,是1010行代码,如果按函数展开,是10*1000行代码,那么栈的开销就比较大;一般建议函数调用频繁的进行内联操作;

 特性  

1. inline是一种以空间换时间的做法,省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用作为内联函数。
2. inline对于编译器而言只是一个建议,编译器会自动优化,如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等,编译器优化时会忽略掉内联。
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。

七、auto关键字

在C++中它具有自动识别类型的功能;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;
	int b = 0;

	//自动推荐类型
	auto c = a;
	auto d = 'a';
	auto e = 10.11;

	//typeid打印变量的类型
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	cout << typeid(e).name() << endl;

	//实际中我们不会向上面那样去用auto
	//实际中使用场景
	std::mapdict = { {"sort","排序"}, { "insert","插入" } };
	std::map::iterator it = dict.begin();
	//根据右边的值自动推到it的类型,写起来就方便了

	auto it = dict.begin();
/******************************/
	int x = 10;
	auto a = &x;//int*
	auto* b = &x; //int*
	auto& c = x;//int----声明引用类型是需要加&
	*a = 20;
	*b = 30;
	c = 40;

	return 0;
}
/*那些很长的代码不理解对auto的理解没有任何影响*/

1.auto不能做参数,不能定义数组

//不可以作参数
void test(auto a)
{

}
int main()
{
	int a[] = { 1,2,3 };
	auto b[] = { 1,2,3 };//不可以作数组名
	return 0;
}

2.范围for的使用

/*
void TestFor(int a[])
{
	//范围for必须是数组名
	for (auto& e : a)
	{
		cout << e << endl;
	}
}
*/
int main()
{
	//语法糖 -- 范围for
	int array[] = { 1,2,3,4,5 };
	//TestFor(array);

	//C遍历数组
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); i++)
	{
		cout << array[i]<<" ";
	}
	cout << endl;

	//C++遍历数组
	//自动依次取数组array中的每个元素赋值给e
	for (auto e : array)//e是名称,可以随便取名
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int x : array)//也可以把类型定义好,也是范围for
	{
		cout << x << " ";
	}
	cout << endl;

	/*用范围for把数组每个值+1*/
	for (auto& e : array)
	{
		e++;
	}
	for (auto e : array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

八、指针空值

在C语言中NULL表示空指针 ,在C++中空指针改为了nullptr;因为NULL和0本质是一个意思,放到C++中就会存在歧义;看下面的代码演示

void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}

void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}

int main()
{
	//C++98/03
	int* p1 = NULL;
	int* p2 = 0;
	//C++11
	int* p3 = nullptr;
	f(NULL);
	f(0);
	f(nullptr);
	return 0;
}

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我们的本意是参数为0是,想打印出 f(int) ;参数为NULL时,打印出 f(int*) 但是结果却是一样的,这就很好的说明了,C++在0和NULL的处理是存在歧义;

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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