初遇C++之语法篇（完结）

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1.函数重载

1.1函数重载的概念

函数重载：是函数的一种特殊情况，C语言不允许同名函数，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，友友们注意这里不比较返回值，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题.

1.参数类型不同

#include
using namespace std;
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;
}
int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;
	cout << Add(1.1, 2.2) << endl;
	return 0;
}

2.参数个数不同

#include
using namespace std;
void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
 cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
	f();
	f(10);
	return 0;
}

3.参数类型顺序不同

#include
using namespace std;
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()
{
	f(10, 'a');
	f('a', 10);
	return 0;
}

1.2函数重载三大误区

❌误区一：

#include
using namespace std;
void f(int a, char b)
{
	cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(int b, char a)
{
	cout << "f(int b, char a)" << endl;
}
int main()
{
	f(10, 'a');
	f('a', 10);
	return 0;
}

友友们注意，函数重载是类型顺序不同，而不是形参的名字顺序不同.

❌误区二：
①

#include
using namespace std;
namespace  N1
{
	void func(int x)
	{

	}
}
namespace  N2
{
	void func(double x)
	{

	}
}
int main()
{
	return 0;
}

②

#include
using namespace std;
namespace  N1
{
	void func(int x)
	{

	}
}
namespace  N2
{
	void func(int x)
	{

	}
}
int main()
{
	return 0;
}

可能友友们会认为第①种构成函数重载，但是如果第一种构成重载的话，现在第②种很显然已经不是函数重载了，为什么程序还是可以编译通过呢，所以我们这里就可以从反面验证这里不构成函数重载，这里主要就是这两个函数不在同一个作用域里面，而函数重载要求在同一个作用域里面.

❌误区三：

#include
using namespace std;
void Func(int a)
{
	cout << "void Func(int a)" << endl;
}
void Func(int a,int b=10)
{
	cout << "void Func(int a,int b)" << endl;
}
int main()
{
	/*Func(1);
	Func(1, 2);*/
	return 0;
}

友友们注意，这里构成函数重载，因为这两个函数参数的个数不同，与缺省参数没有关系.

#include
using namespace std;
void Func(int a)
{
	cout << "void Func(int a)" << endl;
}
void Func(int a,int b=10)
{
	cout << "void Func(int a,int b)" << endl;
}
int main()
{
	Func(1);
	Func(1, 2);
	return 0;
}

虽然它们构成重载函数，但是在调用的时候会存在歧义，比如当实参只有1时，这两个函数都可以调用，编译器就不知道该调用谁了，所以就会产生调用不明确的报错.

1.3C++支持函数重载的原理–名字修饰

① C语言程序

② C++程序

1.vs2022环境下

2.Linux环境下

2.引用

2.1引用概念

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，引用类型必须和引用实体是同种类型的.

2.2引用使用场景：

一.引用做参数

引用示例1：

1.传址交换

#include
using namespace std;
void swap(int*x1,int*x2)
{
	int tmp = *x1;
	*x1 = *x2;
	*x2 = tmp;
}
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	swap(&a, &b);
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	return 0;
}

2.引用交换

#include
using namespace std;
void swap(int&x1,int&x2)
{
	int tmp = x1;
	x1 = x2;
	x2 = tmp;
}
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	swap(a, b);
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	return 0;
}

所以友友们当我们使用引用之后，就可以不用指针了，因为x1就是a的别名，x2就是b的别名，所以它们两个就是a和b，我们只需要直接交换就可以了.

引用示例2：

1.二级指针

#include
#include
using namespace std;
typedef struct
{
	int val;
	struct ListNode* next;
}ListNode;
void PushBack(ListNode**pphead,int x)
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		//...
	}
}
int main()
{
	ListNode* plist = NULL;
	PushBack(&plist, 1);
	PushBack(&plist, 2);
	PushBack(&plist, 3);
	PushBack(&plist, 4);
	return 0;
}

友友们对于这种情况，在我们没有使用引用之前，我们必须使用传址的方式，用二级指针接收，然后解引用才能改变plist,如果用一级指针接收的话，那么形参就是实参的一份临时拷贝，形参的改变不会影响实参，所以友友们这种方法是不是比较麻烦.

2.引用交换

#include
#include
using namespace std;
typedef struct
{
	int val;
	struct ListNode* next;
}ListNode;
void PushBack(ListNode*&phead,int x)
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	if (phead == NULL)
	{
		phead = newnode;
	}
	else
	{
		//
	}
}
int main()
{
    ListNode* plist = NULL;
	PushBack(plist, 1);
	PushBack(plist, 2);
	PushBack(plist, 3);
	PushBack(plist, 4);
	return 0;
}

友友们这里phead就是plist的别名，所以它就是plist，所以改变phead就是改变plist，学完引用之后我们这里就可以不再用二级指针了.

二.引用做返回值

1.传值返回

#include
#include
using namespace std;
int count()
{
    int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}
int main()
{
	int ret = count();
	return 0;
}

2.传引用返回

#include
#include
using namespace std;
int& count()
{
    int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}
int main()
{
	int ret = count();
	//这里打印可能是1，也可能是随机值
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

代码验证

#include
#include
using namespace std;
int& count()
{
    int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}
int main()
{
	int &ret = count();
	//这里返回值可能是1，也可能是随机值
	cout << ret << endl;
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

知识小结：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(还没还给系统)，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。

2.3引用特性

1.引用必须在定义的时候初始化.
2.一个变量可以有多个引用，比如这里b,c,d都是a的引用.

3.引用一旦引用一个实体，再不能引用其它实体.

2.4常引用

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
	const int a = 0;
	int x = 1;
	int& b = a;          //权限的放大
	const int& c = a;    //权限的平移
	const int& d = x;   //权限的缩小
	return 0;
}

友友们在引用过程中，权限可以平移，缩小，但是不能放大.

经典误区

误区①

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
	const int a = 0;
	int b = a;
	return 0;
}

这里b是a的赋值，把a的值拷贝给b，b的改变不会影响a，它和a根本不是一个变量，所以不涉及权限的放大.

误区②

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
	int i = 0;
	double& d = i;
	return 0;
}

友友们这里注意，i是int类型，d是double类型，当i赋值给d时，这里会有隐式类型转换，这里会产生一个double类型的临时变量，临时变量具有常性不能修改，所以这里实质上是一种权限的放大，所以我们应该加一个const保持权限的平移才可以.

误区③

#include
#include
using namespace std;
int func()
{
    int a = 0;
	return a;
}
int main()
{
	int& ret = func();
	return 0;
}

友友们注意这里是传值返回，这里不是用变量a返回，这里会生成一个临时变量，用临时变量返回然后再拷贝给ret，临时变量具有常性，不能修改，所以我们这里在引用的时候实质上也是权限的放大，所以我们要加上const保持权限的平移就可以了.

面试提问

指针和引用的区别：
1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
3.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
4.没有NULL引用，但有NULL指针
5.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)
6.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
7.有多级指针，但是没有多级引用
8.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
9. 引用比指针使用起来相对更安全

3.内联函数

3.1内联函数的概念

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。

1.未用inline

2.使用inline

查看方式

1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
2.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，以下给出vs2013的设置方式)

3.2内联函数的特性

1. 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，导致代码膨胀。优势：少了调用开销，提高程序运行效率。

2 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、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性.
3.inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为内联函数在调用的时候就展开了，所以编译器就没有生成函数的地址，所以在链接的时候就会找不到。

4.auto关键字

4.1auto简介

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。

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
	int a = 0;
	auto b = a;
	auto c = &a;                  //普通场景没有价值，类型很长时很有价值，可以简化我们的代码
	auto& d = a;
	std::vector<std::string> v;
	std::vector<std::string>::iterator it = v.begin();
	auto it = v.begin();
	return 0;
}

友友们，这里我们也可以通过typeid看它们的类型

int main()
{
	int a = 0;
	auto b = a;
	auto c = &a;                  //普通场景没有价值，类型很长时很有价值，可以简化我们的代码
	auto& d = a;
	std::vector<std::string> v;
	//std::vector::iterator it = v.begin();
	auto it = v.begin();
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(it).name() << endl;
	return 0;
}

4.2auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数
void TestAuto(auto a)
{} ，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，比如我们实参传了一个3，编译器无法判断是整形3还是字符3.
2.auto不能直接用来声明数组
auto b[] = {4，5，6}; 这种情况也是不允许的，编译器也无法判断类型.

5.基于范围的for循环（C++11）

#include
#include
using namespace std;
int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
		array[i] *= 2;
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
		cout << array[i] << " ";
	cout << endl;
	for (auto e: array)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

范围for循环会依次取数组中的数据赋值给e，自动判断结束，自动迭代.

友友们，这里我们对x乘以2，为什么打印出来的数据还是没有变化呢，这里一定要注意，x是数组数据的拷贝，x的改变不会影响数组中的数据，所以我们需要加一个引用就可以了，此时x就是数组中数据的别名，就是数组中的数据，所以此时x的改变就会影响数组中的元素了.

❌误区

void TestFor(int array[])
{
    for(auto& e : array)
        cout<< e <<endl;
}

友友们，这种是不可以的，当使用范围for循环的时候，array那里必须是数组名，C++实际上只把形参数组名作为一个指针变量来处理,用来接收从 实参传过来的地址.

6.指针控制nullptr（C++11）

using namespace std;
void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
	cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
	f(0);
	f(NULL);
	f((int*)NULL);
	return 0;
}

友友们注意，在C++中，NULL的类型就不是指针类型了，我们如果要当成指针使用的话，需要强转类型
注意：
1.在C++中引入了一个关键字nullptr,在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件
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。

✨✨好了友友们，这期的内容到这里就告一段落了，下期不见不散.