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。
我们自己定义和库里面的名字冲突
#include
#include
int rand = 10;
// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
不同的域不会冲突
f1函数中的a是局部域,函数调用时会建立栈帧,生命周期会随着栈帧的结束而结束
#include
#include
int a = 2;//全局变量
void f1()
{
int a = 0;//局部变量
printf("%d\n", a);//当全局变量与局部变量冲突时,局部变量优先,所以打印0
//当你想访问全局的变量时
printf("%d\n", ::a);//::域作用限定符
//左::a 左边为空代表全局,从全局中找,如果全局找不到就报错
}
int main()
{
printf("%d\n", a);
f1();
return 0;
}
局部域和全局域会影响使用和生命周期
项目组,多个人之间定义的名字冲突
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。
//AQueue 和 BList 是命名空间的名字,一般开发中是用项目名字做命名空间名
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
//Queue.h
//小A实现
namespace AQueue
{
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
struct Queue
{
struct Node* head;
struct Node* tail;
};
int min = 0;
}
namespace BList
{
int min = 0;
}
//List.h
//小B实现
namespace BList
{
struct Node
{
struct Node* next;
struct Node* prev;
};
}
namespace AQueue
{
int min = 0;
}
//test.cpp
#include "List.h"
#include "Queue.h"
namespace whd
{
namespace List
{
struct Node
{
struct Node* next;
struct Node* prev;
};
int min = 0;
}
int min = 0;
}
int main()
{
//命名空间 -- 命名空间域,只影响使用,不影响生命周期
struct AQueue::Node node1;
//小A和小B实现的Node命名冲突了,所以要在Node的前面加上,查找的区域限定名称
struct BList::Node node2;
//同一个工程中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中。
AQueue::min++;
BList::min++;
// 命名空间可以嵌套
struct whd::List::Node node2;
whd::List::min++;
whd::min++;
return 0;
}
注意: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
#include
int a = 2;
void f1()
{
int a = 0;
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", ::a);//指定空间访问
}
namespace whd
{
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
int x = 0;
}
int main()
{
int size = whd::Add(1 , 1); //指定命名空间访问
std::cout << size << std::endl;
std::cout << whd::x << std::endl;//指定命名空间访问
return 0;
}
一般情况,不建议全局展开的,在项目中不建议这样使用,这种方法多在自己练习中使用。
#include
using namespace std;//c++中的标准库都用命名空间std包住了
using namespace whd;//展开whd的命名空间中的所以函数和变量
namespace whd
{
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
int x = 0;
}
int main()
{
int size = Add(1, 1);
cout << size << endl;
cout << x << endl;
return 0;
}
#include
using std::cout;
using std::endl;
using whd::Add;
using whd::x;
namespace whd
{
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
int x = 0;
}
int main()
{
int size = Add(1 , 1);
std::cout << size << endl;
//using影响的是编译时的查找规则,命名空间还在,填上也不会报错。
cout << x << endl;
return 0;
}
using
关键字,影响的是编译时的查找规则,如果没有展开默认是在全局找,你把它展开了,编译时就会去你展开的命名空间中去查找。
新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼,C++刚出来后,也算是一个新事物,那C++是否也应该向这个美好的世界来声问候呢?我们来看下C++是如何来实现问候的。
#include
// std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello world!!!"<<endl;
return 0;
}
说明:
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。#include
using namespace std;
int main()
{
int a;
double b;
char c;
// 可以自动识别变量的类型
cin >> a;
cin >> b >> c;
cout << a << endl;
cout << a << '\n';
// endl == '\n'
cout << b << " " << c << endl;
return 0;
}
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。
#include
using namespace std;
void Func(int a = 0)
{
cout << a << endl;
}
int main()
{
Func(); // 没有传参时,使用参数的默认值
Func(10); // 传参时,使用指定的实参
return 0;
}
#include
using namespace std;
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
cout << endl;
}
int main()
{
Func(1);
Func(1,2);
Func(1,2,3);
Func();
//下面演示的是错误的写法
//Func(,,3);
//Func(,2,3);
//Func(,2,);
return 0;
}
#include
using namespace std;
//void Func(int a, int b = 10, int c = 20)//半缺省参数
void Func(int a, int b, int c = 20)//半缺省参数
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
Func(1, 2);
Func(1, 2, 3);
return 0;
}
注意:
//a.h
void Func(int a = 10);
// a.cpp
void Func(int a = 20)
{}
// 注意: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。
//注意:缺省值给的都是10,也会报错
//改正
void Func(int a = 10);
// a.cpp
void Func(int a )
{}
//在项目中只能在声明时给缺省参数,不能同时给如果.h不给.cpp给,.h就没有缺省值,怎办可以当缺省函数调用
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。
#include
using namespace std;
// 1、参数类型不同
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
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
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;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}
C++的函数重载是在编译阶段进行处理,不会影响运行速度。要是与C语言相比的话,只会在编译阶段有所区别,因为C++在编译阶段对函数名做了一些修饰。
由于Windows下vs的修饰规则过于复杂,而Linux下g++的修饰规则简单易懂,下面我们使用了g++演示了这个修饰后的名字。
通过下面我们可以看出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】 如果是指针的话就在类型的首字母的前面加P。
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。就算是如果将返回值也加入函数修饰规则中,调用时编译器也没办法区分,你调用时也不用写函数的返回值。
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”
void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
//char& rra = a; 这种写法是错的
cout<< &a << endl;
cout << &ra << endl;
}
注意:
权限可以保持和缩小,但是不能放大。
void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; //该语句编译时会出错,权限放大,a只能读,别名ra变成了可读可写了
const int& ra = a;
// int& b = 10; // 该语句编译时会出错,10为常量,权限放大
const int& a = 10;
}
类型转换包括强制类型转换和隐式类型转换都会产生临时变量的,临时变量变量具有常性,rd
就成为临时变量的别名,所以加上const
编译器就不报错了。 std:: cout << (double)i << std::endl;
首先int i = 0;
i是int
类型,就像前面的不是将 i 的类型转变了,只是将产生的临时变量转换成double
类型。
void Swap(int& x, int& y)//该语句编译时没事
{
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int main()
{
int x = 1;
int y = 2;
//int& x = x; 该语句编译时会出错
Swap(x, y);
return 0;
}
同一作用域不可以重名,不同的作用域可以重名。比如形参和实参可以名字相同,因为它们不在同一作用域。
2. 做返回值
int Count()
{
int n = 0;
n++;
return n;
}
int main()
{
int temp = Count();
return 0;
}
Count
函数调用创建栈帧时的返回值会创建一个具有常属性临时变量,然后将具有常属性赋值给变量temp
.
int Count()
{
static int n = 0;
n++;
return n;
}
int main()
{
int temp = Count();
return 0;
}
这个函数调用和上面的调用的一样。它不会因为n
是在静态区而不创建临时变量的,编译器是傻瓜使的。如果是类的话返回时会进行深浅拷贝。
改进
int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
return n;
}
int main()
{
int temp = Count();
return 0;
}
首先局部静态变量n
,不会随者栈帧的销毁而销毁,这样才能返回n
的别名,就不会创建临时变量了。
注意:
main
函数的栈帧空间里开辟一块空间。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。
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
cout << "&a = " << &a << endl;
cout << "&ra = " << &ra << endl;
return 0;
}
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。
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}
C++的内联函数是用了替换C语言的宏
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。
inline int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
内联说明只是向编译器发出的一个请求,编译器可以选择忽略这个请求。
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
首先编译器在识别到内联函数时展开,内联函数不进符号表,程序在编译的时候,头文件展开,头文件中只有声明没有定义,在链接时编译器会给函数一个地址,但是内联函数不给地址,所以在链接时报错了。
随着程序越来越复杂,程序中用到的类型也越来越复杂,经常体现在:
#include
#include
#include
int main()
{
std::map<std::string, std::string> m;
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
auto ip = m.begin();//auto 编译器自动推导类型
return 0;
}
std::map
是一个类型,但是该类型太长了,特别容易写错。聪明的同学可能已经想到:可以通过typedef
给类型取别名。使用typedef
给类型取别名确实可以简化代码,但是typedef有会遇到新的难题:
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, 但遗憾的是一直没有人去使用它,大家可思考下为什么?
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。
int main()
{
int x = 10;
auto a = &x;
auto* b = &x;//这种写法直接限定auto的类型为int类型
auto& c = x;//这种写法直接限定auto的类型为int类型
return 0;
}
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,必须类型相同
}
// 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)
{}
void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {4,5,6};
}
对于一个有范围的集合而言,由程序员来说明循环的范围是多余的,有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。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。
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto& e : array)
e *= 2;
//自动依次取数组中数据赋值给e对,自动判断结束
for (auto e : array)
cout << e << " ";
}
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。
void TestFor(int array[])//这里是指针不是数组
{
for(auto& e : array)//只有数组允许for(auto& e : 数组),指针不可以这样用
cout<< e <<endl;
}
NULL实际是一个宏,在传统的C头文件(stddef.h)中,可以看到如下代码:
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
可以看到,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。不论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如:
程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int)函数,但是由于NULL被定义成0,因此与程序的初衷相悖。
在C++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void *)0
。
注意:
sizeof(nullptr)
与 sizeof((void*)0)
所占的字节数相同。nullptr
。