【C++】入门与过渡

【C++】入门与过渡

注：本文为学习笔记，只记录了一些重点，有些比较简单的内容做了省略

一、命名空间

解决问题：对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染

使用方法：

• 命名空间名称及作用域限定符::，前面没有命名空间表示全局
• 使用using将命名空间中成员引入
• 使用using namespace 命名空间名称引入

注意：

• 命名空间可以嵌套
• 同名的命名空间将被合并
• 命名空间影响的是编译查找规则。使用命名空间后，查找范围为：局部、全局、命名空间
• 一般练习用哦namespace，实际项目最好不用

示例：

std::cout << "hello world";
using std::cout;
using namespace std;

二、输入输出(cin/cout)

使用：

#include <iostream>

int main() {
	std::cout << "input: ";
	int a = 0;
	std::cin >> a;
	std::cout << "output: " << a << std::endl;
	return 0;
}

注意：取消缓冲区同步语句 std::ios::sync_with_stdio(false)

三、缺省参数

作用：缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值

分类：

• 全缺省参数void test(int a = 1, int b = 2, int c = 3)
• 部分缺省参数void test(int a, int b = 1, int c = 2)

注意：

• 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能出现间隔
• 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。若声明和定义进行分离，需要使用缺省参数，必须在声明中给出。
• 缺省值必须是常量或者全局变量

四、函数重载

作用：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、类型、顺序）不同

使用

int Add(int left, int right);
int Add(int left, int right,int temp);

int Add(int left, int right);
double Add(double left, double right);

double Add(double left, int right);
double Add(int left, double right);

注意：

• 类型将自动识别
• 会影响编译速度，但不会影响运行速度
• 同一作用域
• double与float的传参区分需要注意后缀有没有f
• 可以从函数名修饰的规则来理解重载，返回值不同不能构成重载

原理补充：

• c++函数名修饰规则，从而区别不同函数，不同平台修饰规则是不同的。
• c++将会用修饰以后函数名去寻找函数的地址

五、引用

作用

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

使用

• 定义，相当于给已存在变量取了一个别名，用不同的变量名来标识同一块地址空间；

  int a = 0;
  int& b = a;
  

• 输出型参数，此时形参的改变会影响实参；

  void swap(int* p1, int* p2);
  void swap(int& r1, int& r2);
  

• 传引用返回，出了作用域返回的变量还在。调用函数栈帧的销毁，不影响返回值的生命周期；

  如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，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。多用于：静态变量、全局变量、上一层栈帧、堆区等。

  // 引用返回 1、减少拷贝 2、调用者可以修改返回对象
  int& PosAt(AY& ay, int i){
  	return ay.a[i];
  }
  int main(){
  	int ret = Count();
  	AY ay;
  	for (int i = 0; i < N; ++i){
  		PosAt(ay, i) = i*10;
  	}
  	for (int i = 0; i < N; ++i){
  		cout << PosAt(ay, i) << " ";
  	}
  	cout << endl;
  	return 0;
  }
  

注

• 区分引用和取地址，类型+&为引用，&+变量为取地址

• 引用定义时必须初始化

• 一个变量可以存在多个引用

• 引用一旦引用一个实体，不能再引用其他实体

• 值和引用的作为返回值类型的性能比较下，引用的作为返回值性能可能更优秀。

• 常引用：赋值/初始化时，权限可以不变或者缩小，但是不能放大（指针同理）

  临时变量具有常性，函数返回为临时变量、类型转换（中间会产生临时变量），也只能用常引用

  const int a = 2;
  //int& b = a; 错误
  const int& b = a; //正确
  

指针和引用的区别

• 语法概念：引用没有开空间，指针开辟了空间并存入了地址。引用在语法的层面上是变简单了
• 底层实现：也是开辟了一个空间，将有效地址写入。从汇编上看引用也是用指针实现的
• 引用必须初始化，指针没有要求
• 引用一个实体后，不能再引用其他实体，指针没有要求
• 没有NULL的引用，但有空指针
• sizeof的含义不同
• 自增自减的意义不一样
• 有多级指针，但是没有多级引用
• 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
• 引用比指针使用起来相对更安全

六、内联函数

定义：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，没有函数压栈的开销，内联函数提升程序运行的效率。

使用

inline void test(int i){
	cout << i << endl;
}

注意

• 替换宏函数：宏的缺点是纯粹简单的替换，无法调试，没有安全的类型检查并且在有些场景中非常的复杂
• 因此cpp推荐使用const和enum替换宏常量，inline替代宏函数
• 在使用inline后，就不会建立函数栈帧（需要在release模式下才能观察到）
• 是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销，但是如果存在循环将可能造成空间浪费，因为会在每处调用处进行指令展开
• 编译器会自动优化，如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等，编译器优化时会忽略掉内联
• 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（可以直接在.h文件里面直接定义）
• 可以在同一个项目的不同源文件内定义函数名相同但实现不同的inline函数，因为inline函数会在调用的地方展开，所以符号表中不会有inline函数的符号名，不存在链接冲突。

七、auto关键字

作用：

• 编译器自动推导变量类型，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
• 当类型很长时，可以简化代码

使用

• 自动判断类型

  int a = 10;
  auto b = a;
  

• 范围for 意义和使用：自动依次取数组中数据赋值给e对象，自动判断结束

  注意：for循环迭代的范围必须是确定的；迭代的对象要实现++和==的操作

  void test(){
      int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
      for(auto& e : array) 
          e = 1;
      for(auto e : array)
          cout << e << " ";
      return 0;
  }
  

注意

• 缺点：无法显示获取变量的类型
• 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，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* 与auto&，分别限定了必须为指针和引用
• 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
• 不能使用的场景：不能作为函数的参数，不能用于声明数组

八、空指针

NULL与nullptr的区别：

• 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

  #ifndef NULL
  #ifdef __cplusplus
  #define NULL 0
  #else
  #define NULL ((void *)0)
  #endif
  #endif
  

• 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

• 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同