C++入门

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命名空间

命名空间概念
命名空间可以被看作是一个包含了一组相关实体的容器。通过将实体放置在命名空间中，可以将它们与其他代码隔离开来，避免命名冲突。

其语法就是：

namespace 空间名
{ }

在空间里面，我们也还可以创建这些

• 变量
• 数组
• 结构体
• 函数
• 嵌套空间

引用空间⭐️

以上是我们自己创建空间，而我们平常还会引用已经写好的空间。
而这里又分为两种形式

1. 全部展开
   示例如下

namespace class1
{
	int a = 1;
	int b = 2;
}
using namespace class1;
int main()
{
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;

	return 0;
}

上述代码里我创建了一个命名空间，并且对其全部展开，而后能顺利打印空间中的变量a,b。

2.部分展开
示例如下

namespace class1
{
	int a = 1;
	int b = 2;
}
using  class1::a;

这里我们用作用域限定符: :去展开空间中的部分变量a，此时b就无法被访问到了，而且部分展开时，是不用在using 后面加上namespace的。

那如果我只部分展开了部分变量，我还想访问其中的其它变量怎么办？
我们仍然可以用作用域限定符: :去针对性的访问空间中的某个变量，比如我想打印b

cout << class1::b << endl;

命名空间和头文件有什么区别?
命名空间和头文件是C++中的两个不同的概念。

命名空间是一种用于组织代码的机制，它可以将相关的函数、类、变量等放置在一个逻辑上的容器中，以避免命名冲突。通过使用命名空间，我们可以将代码模块化，并且可以在不同的命名空间中定义相同名称的实体而不会发生冲突。

头文件是一种用于包含代码的文件，通常包含函数、类、变量的声明和定义。头文件通常用于在多个源文件中共享代码，以避免重复编写相同的代码。通过包含头文件，我们可以在源文件中使用头文件中定义的实体，而无需重新编写它们的声明和定义。

因此，命名空间用于组织代码，避免命名冲突，而头文件用于共享代码和声明实体。

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

缺省参数

缺省参数概念
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。
给的实参数目要和缺省数目一样

• 全缺省参数
  即函数参数中都有给缺省值

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
 {
    
 }

• 部分缺省参数

void Func(int a , int b = 20, int c = 30)
 {
    
 }

部分缺省参数需要注意

1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，也不能间隔着给
   错误案例

void Func(int a = 10, int b , int c = 30)
 {
    
 }

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）

函数重载

概念
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
函数重载的好处是可以提高代码的可读性和灵活性。通过使用相同的函数名，我们可以根据不同的参数类型来执行不同的操作，而不需要为每种操作定义一个新的函数名。

重载的定义是方法名相同、参数类型不同，满足此条件即可，对返回值没有规定。
参数类型相同则不能称为重载，所以参数类型相同、但返回值不同的重载是不合法的。

但是函数重载可能会出现调用歧义的问题。如下

#include
using namespace std;
void func(int a)
{
	cout << a << endl;
}
void func(int a,int b = 10)
{
	cout << a + b << endl;
}
int main()
{
	func(4);
	return 0;
}

为什么c++能支持函数重载

我们学过，一个程序的运行要进行四个步骤：预处理，编译，汇编，链接
汇编过程就是将汇编代码转换为二进制，并且形成符号表，为的就是后面函数调用时可以根据函数名找到函数。
但是c和c++有不同的函数名修饰规则

• c语言：编译之后，函数名字的修饰不会发生改变
• c++: 编译之后，函数名字的修饰会发生改变，编译器会根据函数参数类型，和函数名大小对函数名进行修饰。

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

引用

引用概念
引用的实质并不是创建一个新的变量，引用是给一个已经存在的变量取的一个别名，这个别名可以代表这个变量。
引用使用注意要点：

• 引用必须初始化
• 引用的过程可以平移、缩小，但不可以放大

int main()
{
	 const int a = 0;
	 const int& a1 = a;//权限的平移

	 int b = 0;
	 const int& b1 = b;//权限的缩小

	 const int c = 0;
	  int& c1 = c;//权限的放大
	return 0;
}

什么情况是放大权限？

如果原变量不允许被改变，则任何可能可以改变原变量的引用都是放大权限。一般原变量也是引用就是可以被允许改变。

• 一个变量可以有多个别名
• 引用一旦引用了一个实体，就不能再引用其它的实体，用C语言的话说，就是这个引用的地址从此和所引用的实体绑定（相同），不会再发生变化了，从一而终。

int main() {
	int a = 1;
	int& b = a;
	int& c = b;
	int& d = b;//可以引用多个别名
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;
	cout << &c << endl;
	cout << &d << endl;
    return 0;
}

地址都相同

引用使用场景

1.传参

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

传参在任何情况下都可以使用
2.做返回值

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

做返回值使用情况：返回值在出作用域后仍存在不销毁
为什么呢？
我们上述知道，引用就是和原来的变量绑定在一起（相同地址），所以二者是属于同一本源的，一方改变，另一方也会发生变化，我们知道，函数结束进程后，该函数创建的栈帧就会销毁，里面所定义的变量自然也就不复存在了，这些变量就可能会变成随机值，而如果用引用返回，那么该引用值可能就会发生改变。
所以我们要规避这种风险情况。

引用作为传参和返回值的相对于值的效率对比

结论：引用作为传参和返回值的效率高于值。
也好理解，传值操作只是实参的一份临时拷贝，它在创建栈帧的时候，还要专门创建临时变量，这无疑大大降低了效率。

内联函数

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Debug模式下查看汇编情况


这里只展开了函数功能，并未调用函数创建新的栈帧空间。

内联函数的特性以及使用注意点

1.内敛函数本质是以空间换时间
因为它是以函数体代替了函数调用，如果函数体本身大或者展开次数多的话，代码量就会非常大，会导致目标文件很大
2.内联说明只是对编译器的建议，是否采用取决于编译器
如果函数体过大，编译器会忽略内联声明，仍采用函数调用的方法。
所以我们一般只对调用频繁、函数体小、流程直接不递归的函数进行内联说明，以提高程序运行效率
3.inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误
这里的声明和定义分离，是指声明和定义分别位于不同的.cpp文件当中。
因为内联函数调用是直接展开，没有地址，链接过程时，内联函数的地址并未进入符号表，找不到地址，自然会出现链接错误。

宏的一些问题和内联函数的关系

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

概念
用auto修饰的变量会自动匹配对应的类型。

int a = 0;
auto b = a;

此时auto会自动匹配，b的类型为int
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。

auto使用注意点

• 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&
• 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不能应用的场景

1.auto不能用作函数参数，因为编译器无法对函数参数的原类型进行推导
2.auto不能用作声明数组

基于范围的for循环(C++11)

基于范围的for循环只要给出数组名，就会自动遍历数组。

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (auto x : arr)
	{
		cout << x << " ";
	}
	return 0;
}

注意：for循环迭代的范围必须是确定的

指针空值nullptr(C++11)

nullptr既代表0也是((void*)0)

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