C++：快速入门篇
C++:.cpp(面向对象)
C语音：.c(面向过程)是为了弥补C的不足
命名冲突：
1.写的跟库冲突
2.自己写的互相冲突
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。
#include
#include
//全局变量
int rand = 100;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
} 上面的代码运行打印出来的是什么呢？
在上面的代码运行中，打印出来的是一串数字。
我定义的是全局变量rand，为什么打印的是数字呢？
因为在
中有一个rand()函数，以整形打印就是一串数字。 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！
1.1.命名空间的定义与应用：
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(自定义名字)，然后接一对{ }即可，{ }中即为命名空间的成员。
:: 域作用限定符
在头文件加上：using namespace std 表示此页面下的关键字都优先使用库函数中的关键字。
而在我们自己定义了一个命名空间后，就可以在头文件上包含：
例如：下方代码里定义的N1，此时我们在头文件直接：using namespace N1；就可以在代码块中直接应用而不需要加N1::了。
第一种：命名空间中定义变量/函数/类型
namespace N1
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int rand = 100;
}
int main()
{
printf("%d\n", N1::rand);
return 0;
}第二种：命名空间的嵌套
namespace N1
{
int rand = 100;
namespace N2
{
int rand = 200;
}
}
int main()
{
printf("%d\n", N1::rand);
printf("%d\n", N2::rand);
return 0;
}第三种：定义相同的命名空间(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)
namespace N1
{
int num = 300;
}
namespace N1
{
int rand = 100;
}
int main()
{
printf("%d\n", N1::num);
printf("%d\n", N2::rand);
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。
2.输入和输出：
#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
//我们自己在测试时可以直接包含标准库，在公司中一般是不直接包含，可能会造成重名出错
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello world!!!"< 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。
std命名空间的使用惯例：
std是C++标准库的命名空间，如何展开std更合理呢？
1. 在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
2. using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 +using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
//指定展开
using std::cout;
using std::endl;3.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。
void Func(int a = 0)
{
cout<
分类：
全缺省参数：
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout<<"a = "<半缺省参数：
void Func(int a, int b, int c = 20)
{
cout<<"a = "<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(头文件.h)和定义(.cpp)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）
4.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。
分类:
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;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
return 0;
}
参数个数不同：
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
f();
f(10);
return 0;
}
参数顺序不同：
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()
{
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}
C++支持重载的原理----名字修饰
在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。
预处理：头文件展开、宏替换、条件编译、去注释 ……
此时生成 Func.i(函数声明和定义) Test.i(函数声明和实际调用函数)
编译：检查语法、生成汇编代码
此时 Func.i ->Func.s Test.i->Test.s
汇编：转换成二进制的机器码
此时 Func.s->Func.o Test.s->Test.o
链接：将Func..o和Test.o和并成a.out，链接一些没有确定地址的函数……
在C语言链接函数地址时，就用函数名去找。(C语言中不存在同名函数)；
补充知识：
Linux 函数名修饰规则：
_Z + 函数名字符个数 + 函数名 + 参数类型首字母
在Linux下进行操作：
C语言编译器编译：
C++编译器编译：
结论：
在linux下，采用gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变。
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。
Windows下名字修饰规则：
1.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。
2.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。
5.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。
比如：
孙悟空(原名)--->弼马温(别名)
齐天大圣(别名)--->大圣(别名的简称)
格式：类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体
#include
using namespace std;
int main()
{
int a = 1;
int b = a;
int& c = a;
int& d = a;
int& e = c;
cout << &a << endl;
cout << &c << endl;
cout << &d << endl;
cout << &e << endl;
return 0;
}
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
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(不能改变引用对象)
void TestRef()
{
int a = 10;
// int& ra; // 该条语句编译时会出错(没有初始化)
int& ra = a;
int& rra = a;
printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
}
常引用：
void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//权限不能放大
//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;
//权限可以缩小
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
const int& rd = d;
}
1.权限不能放大；
2.权限可以缩小。
使用场景：
做函数参数：
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
做函数返回值：
int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
return n;
}
下面是一个有问题的代码，这里不能用引用返回，否则为一个不确定的值有问题的代码:
int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
//有问题的代码，这里不能用引用返回，否则为一个不确定的值
int& ret = Add(1, 2);
cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <
在这里返回值应该是不确定，取决于是否清理栈帧！！！
由于我们这里是用VS编译器进行编译，在VS出栈没有清理栈帧，所以导致这里打印出的是需要的到的值！
注意：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。
问：什么时候才能用引用返回呢？
答：出了作用域，没有被销毁才能用：静态变量，malloc开辟的……
扩展知识(类型替换)：
例如：
int a = 10;
double b = a;
此时类型的改变过程中会创建一个临时变量，记录类型改变后的值，原来的值( a )不改变。
传值、传引用效率比较：
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。
值和引用的作为参数的性能比较：
#include
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A aa) {}
void TestFunc2(A& aa) {}
void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc1(a);
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数参数
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
值和引用的作为返回值类型的性能比较：
#include
struct A { int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{
// 以值作为函数的返回值类型
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1();
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数的返回值类型
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2();
size_t end2 = clock();
// 计算两个函数运算完成之后的时间
cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
通过上述代码的比较，发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。
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。
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
cout<<"&a = "<<&a<int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}
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,64位平台下占8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
6.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。
可以看到在没有添加关键字inline前是过地址去调用Add函数，而加了inline关键字后是内联函数，在编译期间编译器会将函数体与函数调用进行替换到Add()调用的位置，此时就是Add函数展开，就不需要压栈。
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。
3. 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。
举例：
此时打开反汇编就可以看到，函数调用没有被替换，而是根据函数地址去调用了函数，说明编译器的优化将较长的函数调用忽略，继续采用函数调用。
inline int Add(int x, int y)
{
int c = x + y;
int c1 = x + y;
int c2 = x + y;
int c3 = x + y;
int c4 = x + y;
int c5 = x + y;
int c6 = x + y;
int c7 = x + y;
int c8 = x + y;
int c9 = x + y*c8;
int c10 = x + y;
int c11 = x + y;
return c1+c10-c9;
}
int main()
{
int ret1 = Add(1, 2);
int ret3 = Add(1, 2);
// 优点：不用建立栈帧，提高效率
int ret2 = ADD(1, 2);
return 0;
}
扩展知识：
宏的优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
宏的缺点：
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，容易出错，语法细节较多。
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
enum const inline 替代宏
enum const -> 宏常量
inline ->宏函数
7.auto 关键字
类型别名的由来：
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
#include
#include
std::map::iterator 是一个类型，由于类型太长，可以使用typedef给类型取一个别名，但是这样在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的 类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义。
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。
#include
using namespace std;
int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
return 0;
}
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。
auto的使用规则：
auto与指针和引用的结合使用：
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&。
#include
using namespace std;
int main()
{
int x = 10;
auto a = &x;
auto* b = &x;
auto& c = x;
cout << typeid(a).name() << endl;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}
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。
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不能推导的场景：
1.auto不能作为函数的参数，不能作为函数返回值：
// 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)
{}
auto TestAuto(int a)
{}
2.auto不能直接用来声明数组：
void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {4，5，6};
}
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。
8.基于范围的for循环(C++11)
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:
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
array[i] *= 2;
for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
cout << *p << endl;
}
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;
}
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。
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。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定！
void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <
2.迭代的对象要实现++和==的操作。(关于迭代器这个问题，以后会讲，现在提一下，没办法 讲清楚，现在大家了解一下就可以了)
9.指针空值nullprt(C++11)
在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现 不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下 方式对其进行初始化：
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}
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:
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<
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：
1. 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。
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。
以上就是个人学习的个人见解和学习的解析，欢迎各位大佬在评论区探讨，矫正！
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