C++入门攻略
C++补足C语言部分缺陷
- 1.命名空间：
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- 1.1 命名空间
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- namespace关键字
- 1.命名空间中可以定义变量、函数、类型
- 2.命名空间可以嵌套
- 3.相同命名空间共存
- 1.2 命名空间的使用方式：
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- 1.名称加用域作用限定符的方式访问（同上）
- 2.使用using引入某个空间中的某个变量
- 3.使用using引入展开某个空间：
- 2. C++的输入与输出：
- 3.缺省参数
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- 3.1 缺省参数的概念：
- 3.2 缺省参数的分类：
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- 全缺省参数：
- 半缺省参数：
- 4.函数重载
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- 4.1 函数重载的概念：
- 5.引用
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- 5.1 引用的基本概念：
- 5.2 引用的特性：
- 5.3 常引用：
- 5.4 引用使用场景：
- 6.内联函数
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- 6.1 概念：
- 6.2 特性：
1.命名空间：
1.1 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
比如：这里我想定义一个rand变量，但与库中的函数rand重名，C语言里就直接报错，没有办法。那C++有什么办法吗？有的，就是namespace关键字！
namespace关键字
这里我们就直接来展示下：
这里就相当于于直接访问了我们设置的空间里的rand，非常准确，避免了和库里的函数rand命名冲突
- 具体来解释下：我们要先认识这个符号:: 叫做域作用限定符，在这里C::相当于是明确地方：C空间中的rand。
- 那么我们提出一个问题：我们知道C语言中局部变量和全局变量，优先访问局部，那C++有办法解决吗？
- 答案是肯定的：如下例子
- 这里我们直接在::域作用限定符前为空的，就可以优先访问全局变量。
上面就简单举了两个例子来说明了一下，接下来我们就进一步学习namespace关键字：
1.命名空间中可以定义变量、函数、类型
namespace C
{
//变量：
int a = 10;
//函数：
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
//类型：结构体
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
2.命名空间可以嵌套
namespace C1
{
//变量：
int a = 10;
//函数：
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
//嵌套命名空间：
namespace C2
{
int a=20;
}
}
- 嵌套命名空间的访问：比如这里我要访问C2的a
C1::C2::a
3.相同命名空间共存
在一个工程中，比如在test.cpp和test.h文件中都有N1命名空间，那么会将两个文件的同名空间整合
1.2 命名空间的使用方式：
1.名称加用域作用限定符的方式访问（同上）
2.使用using引入某个空间中的某个变量
如图，我们用了using引入了C中的b，就可以直接访问量
3.使用using引入展开某个空间：
同样可以实现直接访问变量b。
- 当然这里需要强调一下，直接全部展开会有风险，如果我们定义的命名空间和库里的重名也会报错的。
2. C++的输入与输出：
了解了上面的知识，确实这样写就不大好了，当然如果是竞赛，全部展开还会影响代码速度。
#include这里就不如单独展开,或者单独访问
#include说明：
- 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。
- 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。
- <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
- 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。
- 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。
3.缺省参数
3.1 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。
3.2 缺省参数的分类：
全缺省参数：
void Func(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：
void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}
注意：
-
半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
解释：我们函数输入参数是按照从左向右的顺序，如果半缺省参数也从左向右的顺序来，那么就很有可能后面的参数没有默认值，导致参数缺少； -
缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，在声明给缺省。
理由：在预处理阶段—编译阶段我们都只能看到声明文件，不包含定义文件，所以如果是声明没有给缺省，我们传入参数数量若少于声明参数数量则会报错。所以我们就在声明给缺省。 -
缺省值必须是常量或者全局变量
-
C语言不支持（编译器不支持）
4.函数重载
4.1 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。
#include5.引用
5.1 引用的基本概念：
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。
比如：李逵，在家称为 铁牛 ，江湖上人称黑旋风。只是别名。
在代码中引用的格式：类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
5.2 引用的特性：
#include从上面代码我们可以得出引用的特性：
-
- 引用定义必须初始化，也就是必须有引用实体；
-
- 一个变量可以有多个引用；
-
- 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体;
5.3 常引用：
#include- 结论：引用过程权限只能平移或者缩小，不能扩大
// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量--权限扩大(x)
const int& b = 10;
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同--权限扩大(x)
const int& rd = d;//为什么不报错呢？为什么加个const就可以了
再看这个例子，const int& rd = d;//为什么不报错呢？为什么加个const就可以了？其实这个对比上面局的b的例子或许能得出答案；
- 10是一个常量，类型可以看做为const int类型，所以第一句是权限扩大，会报错。所以加const修饰就可以，实现权限平移，不会报错
- 第二个是会发生强制类型转化，但转换过程中会用到中间临时变量，临时变量具有常性，为一个常量，所以理由同上；
int func1()
{
int x = 10;
return x;
}
int& func2()
{
int x = 10;
return x;
}
int main()
{
int ret = func1();//拷贝
//int& ret = func1();报错，权限扩大（x）
const int& ret = func1; //和上面一样，返回值的话是需要通过临时变量的，也就同上
int& ret = func2();//这就没有问题，这里的func2（）相当于对x的取别名，这里就相当于再次取别名
const int& ret = func2();//权限的缩小；
}
5.4 引用使用场景：
- 做参数：
//拿交换函数来举个例子：
void Swap(int& left,int& right)
{
int tem = left ;
left = right;
right =tem;
}
Swap(a,b);
在上述代码中，其实我们传入的a，b就不在是a，b的值拷贝了，而是a，b的别名，所以更改left，right就可以实现更改a，b；
这里可以对比一下值传参和引用传参的效率比较： 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
- 做返回值：
//传值返回
#include为什么这里会出现错误，而不是和我们上面所说的一样，n一改变其他别名也会改变呢？其实这里依旧是这个原理，但不一样的是这里的n为局部变量，n在调用过后栈区间会清除（并非销毁空间，归还区间访问权，清理该区间的数据）。那问题来了，为什么第一个答案是11是正确的呢，这可能跟编译器有关，编译器没有在清除该区域，只是收回了访问权（比如：指针就无法访问到这片空间，但值或许没变），但在调用rand（）函数或者随机一个函数时，会开辟空间，就可能会利用到n那片空间，系统在栈帧操作过程中，就会有赋值，所以当我们引用继续访问时，发现值已经改变；
总结：传参引用都可以使用，但作为返回值需要考虑传回参数是否会出作用域后被清除。
6.内联函数
6.1 概念：
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。查看方式：
- 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
- 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化)
6.2 特性：
- 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。
- 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、频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
- 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。