C++入门
目录
前言
1. C++关键字
2. 命名空间
2.1 命名空间定义
2.2 命名空间使用
3. C++输入&输出
4. 缺省参数
4.1 缺省参数概念
4.2 缺省参数分类
5. 函数重载
概念
6. 引用
6.1 引用概念
6.2 引用特性
6.3 常引用
6.4 引用和指针的区别
7. 内联函数
7.1 概念
7.2 特性
8. auto关键字(C++11)
8.1 类型别名思考
8.2 auto简介
8.3 auto的使用细则
8.4 auto不能推导的场景
9. 基于范围的for循环(C++11)
9.1 范围for的语法
9.2 范围for的使用条件
10. 指针空值---nullptr(C++11)
前言
C++ 是在 C 的基础之上，容纳进去了面向对象编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式
等。熟悉 C 语言之后，对 C++ 学习有一定的帮助
1. C++关键字
C++总计63个关键字，C语言32个关键字
关键字如下（此图来源网图）
2. 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
2.1 命名空间定义
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。
namespace bit
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
//2. 命名空间可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N2
{
int c;
int d;
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
}
//3. 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。
// ps：一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
} 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
2.2 命名空间使用
命名空间中成员该如何使用呢？
命名空间的使用有三种方式：
加命名空间名称及作用域限定符
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
return 0;
} 使用 using 将命名空间中某个成员引入
using N::b;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", b);
return 0;
} 使用 using namespace 命名空间名称 引入
using namespace N;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", b);
Add(10, 20);
return 0;
}3. C++输入&输出
#include
说明：
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。
5. 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，
这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。
注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在 .h 后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std 命名空间下，为了和 C 头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++ 头文件不带 .h ；旧编译器 (vc 6.0) 中还支持格式，后续编译器已不支持，因此推荐 使用 +std 的方式。
4. 缺省参数
4.1 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。
4.2 缺省参数分类
全缺省参数
void Func ( int a = 10 , int b = 20 , int c = 30 )
半缺省参数
void Func ( int a , int b = 10 , int c = 20 )
注意：1. 半缺省参数必须 从右往左依次 来给出，不能间隔着给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）
5. 函数重载
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。
#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;
} 6. 引用
6.1 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。
类型 & 引用变量名 ( 对象名 ) = 引用实体；
void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
} 注意： 引用类型 必须和引用 实体 是 同种类型 的
6.2 引用特性
1. 引用在 定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用
3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
void TestRef()
{
int a = 10;
// int& ra; // 该条语句编译时会出错
int& ra = a;
int& rra = a;
printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
}6.3 常引用
void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量
const int& ra = a;
// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
const int& b = 10;
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
const int& rd = d;
}6.4 引用和指针的区别
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。
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。
引用和指针的不同点 :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
7. 内联函数
7.1 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：
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 )
7.2 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，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
8. auto关键字(C++11)
8.1 类型别名思考
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：
1. 类型难于拼写
2. 含义不明确导致容易出错
std::map::iterator 是一个类型，但是该类型太长了，特别容
易写错。
8.2 auto简介
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 。
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 。
8.3 auto的使用细则
1. auto 与指针和引用结合起来使用
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 &
2. 在同一行定义多个变量
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 。
8.4 auto不能推导的场景
1. auto 不能作为函数的参数
2. auto 不能直接用来声明数组
3. 为了避免与 C++98 中的 auto 发生混淆， C++11 只保留了 auto 作为类型指示符的用法
4. auto 在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的 C++11 提供的新式 for 循环，还有
lambda 表达式等进行配合使用。
9. 基于范围的for循环(C++11)
9.1 范围for的语法
在 C++98 中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：
for ( int i = 0 ; i < sizeof ( array ) / sizeof ( array [ 0 ]); ++ i )
array [ i ] *= 2 ;
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;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}9.2 范围for的使用条件
1. for 循环迭代的范围必须是确定的
对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围 ；对于类而言，应该提供
begin 和 end 的方法， begin 和 end 就是 for 循环迭代的范围。
2. 迭代的对象要实现 ++ 和 == 的操作 。
10. 指针空值---nullptr(C++11)
NULL在c++中不能直接表示空指针了 ，而是用nullptr
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 。
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 。