【C++】C到C++的入门知识

目录

1、C++关键字

2、命名空间

2.1 命名空间的定义

2.2 命名空间的使用

2.2.1 加命名空间名称及作用域限定符

2.2.2 使用using将命名空间中某个成员引入

2.2.3 使用using namespace 命名空间名称引入

3、C++输入&输出

4、缺省参数

 4.1 缺省参数的概念

4.2 缺省参数的分类

4.2.1 全缺省参数

4.2.2 半缺省参数

5、函数重载

5.1 函数重载概念

5.1.1 在同一作用域中 

5.1.2 参数类型不同

5.1.3 参数个数不同

5.1.4 参数顺序不同

5.2 C++如何支持函数重载？为什么C语言不支持？

6、引用

6.1 引用的概念

6.2 引用特性

6.3 常引用

6.4 使用场景

6.4.1 做参数

6.4.2 做返回值

​编辑

6.4.3 引用做参数和做返回值提高效率对比

6.4.4 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 auto简介

8.2 auto的使用规则

8.3 auto不能推导的情景

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)

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1、C++关键字

C++关键字有63个，C语言关键字有32个

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，以避免命名冲突或命名污染，namespace关键字的出现就是为了解决这个问题。

此时会报错，因为头文件<cstdlib>中包含了rand函数，而在全局变量中又有rand变量，命名冲突了(注意，这里如果把rand定义为局部变量，则不会报错，因为局部优先)

2.1 命名空间的定义

namespace+命名空间的名字+{}，{}中就是命名空间的成员。

在命名空间中，可以定义变量，函数，类型，命名空间

注意，一个工程中允许出现多个名字相同的命名空间，若这些命名空间中没有名字相同的变量，则编译器最后会合成到同一个命名空间中，若这些命名空间中有相同名字的变量，则编译时会报错

2.2 命名空间的使用

2.2.1 加命名空间名称及作用域限定符

2.2.2 使用using将命名空间中某个成员引入

此时是将命名空间中某个变量、函数、类型、命名空间展开

2.2.3 使用using namespace 命名空间名称引入

此时时间整个命名空间中的所有东西展开

编译器默认查找：

a. 当前局部域

b. 全局域

c. 到展开的命名空间中

在不指定命名空间的情况下，查找顺序是a->b==c，在其中一个找到后，就不会再往后寻找，若指定了命名空间，则直接取命名空间中寻找

所以若将命名空间整个展开，且全局变量中有与这个命名空间中相同的内容，会报错

而若是两个命名空间中有相同的内容，且都展开了，那么就会报错

定义了命名空间，就是创建了命名空间域

全局域和局部域会影响变量的生命周期

命名空间域不会影响变量的生命周期(在命名空间中的变量是全局变量)，只是限定了域(影响了编译器的查找规则，因为正常情况下只会有上面的a、b两点)

注意，展开命名空间不等于展开头文件，展开命名空间是影响了编译器的查找规则，相当于加了声明 

若要修改命名空间中的值，需要在主函数中修改，不能在主函数外修改，这一点与全局变量相同

C++库中的所有东西都放在std库中

补充一个题外话，在局部优先的情况下，若想要使用全局变量，可以在变量前加::

3、C++输入&输出

C++输入使用cin，输出使用cout，换行使用endl，他的都定义在std标准库中

头文件都是iostream

同时，C语言的scanf，printf，\n，都是可以使用的

stdio.h包含在iostream中

4、缺省参数

 4.1 缺省参数的概念

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 缺省参数的分类

4.2.1 全缺省参数

4.2.2 半缺省参数

注意：

a. 半缺省参数必须从左向右依次给出，不能间隔给出

b.给含有缺省参数的函数传值时，必须按顺序传，不能跳着传

c.缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。通常是在函数定义时不给缺省参数，而在函数声明时给出

d.缺省参数必须是常量或全局变量

对于上面c的解释 

5、函数重载

5.1 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。

5.1.1 在同一作用域中 

此时不构成函数重载，因为两个函数不在同一作用域中，他们在不同的命名空间域中

就算把N1、N2都展开，任然不是函数重载，因为任然不是在同一作用域中，展开不是变成全局变量，而是让编译器可以到里面去找

5.1.2 参数类型不同

5.1.3 参数个数不同

5.1.4 参数顺序不同

函数重载对返回值是没有要求的，即只要满足三个的其中一个，且在同一作用域中，不管返回值是否相同都可以构成函数重载，但若只有返回值不同是不能构成函数重载的

5.2 C++如何支持函数重载？为什么C语言不支持？

想要了解这个问题，需要先了解代码编译链接的过程，以C语言代码为例

问题就出现在链接的过程中

6、引用

6.1 引用的概念

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。

 通过引用，还可以将之前的单链表做修改

6.2 引用特性

a. 引用在定义时必须初始化

b. 一个变量可以有多个引用

c. 引用一旦引用一个实体，就不能再引用其他实体

6.3 常引用

引用时，变量的访问权限可以缩小，不能放大 

 除了引用有权限缩小放大的规则外，指针也有

注意，权限放大和缩小对于整型

这里说明一下const int*和int* const

const int* p: 表示p是指向const int类型的指针，即p所指向的内存空间的值不能被修改，但是指针p本身是可以被修改的

int* const p: 表示p是指向int类型的const指针，即指针p本身不能被修改，但是指针p所指向的内存空间的值可以被修改

 

6.4 使用场景

6.4.1 做参数

作用：a. 输出型参数

           b. 提高效率

6.4.2 做返回值

传值返回是创建一个临时变量返回

传引用返回是直接返回引用

作用：a. 少创建一个临时变量，提高效率

           b. ...

 在上面的代码中，为什么返回值要用static修饰呢？我们可以先看几段代码

这段代码是正常的

 若加上static

总结：一个函数要使用引用返回，返回变量出了这个函数的作用域还存在，就可以使用引用返回，否则就不安全，即全局变量、静态变量等

6.4.3 引用做参数和做返回值提高效率对比

a.引用做参数

 

b. 引用做返回值

6.4.4 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，和其引用的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的方式来实现的

可以看一下反汇编

 引用与指针的不同点：

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。

 

 7.2 特性

1、inline是一种以空间换时间的做法，省去了调用函数的开销。所以代码很长(一般20行以内)或有循环或递归的函数不适宜使用内联函数

2、inline对于编译器而言只是一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数内有循环递归等，编译器优化时会自动忽略内联

3、inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误，因为inline展开就没有函数地址了，链接时就会找不到。

【面试题】  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

8、auto关键字(C++11)

8.1 auto简介

C++11中，auto作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须是编译器在编译时推导而得

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。

8.2 auto的使用规则

 a. 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auto声明引用类型时必须加&

b.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。

8.3 auto不能推导的情景

a.auto不能做函数的参数

b. auto不能直接用来声明数组

c. 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

d. 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

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。

此时是不正确的，因为第一个for里面的e是数组中元素的拷贝，若要实现将数组中每个值都翻倍，因为要让e变成数组中元素的引用

与普通循环类似，可以使用continue来结束本次循环，也可以使用break来跳出整个循环

9.2 范围for的使用条件

a. 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。

b. 范围for只能从头到尾遍历

c. 迭代对象要实现++和==的操作

10、指针空值nullptr(C++11)

a.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

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