目录
1、了解C++
既然要学习C++,那么肯定得了解一下C++的历史了。
那么什么是C++呢？
C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度 的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语 言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语 言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。
2、C++关键字
C++ 总计有63的关键字，C语言32个关键字
asm
do
if
return
try
continue
auto
double
inline
short
typedef
for
bool
dynamic_cast
int
signed
typeid
public
break
else
long
sizeof
typename
throw
case
enum
mutable
static
union
wchar_t
catch
explicit
namespace
static_cast
unsigned
default
char
export
new
struct
using
friend
class
extern
operator
switch
virtual
register
const
false
private
template
void
true
const_cast
float
protected
this
volatile
while
delete
goto
reinterpret_cast
2、命名空间
在C++中，变量、函数和类都是大量存在的，对于这些变量，函数和类的名称都将存在于全局的作用域上，当这些变量、函数和类的名称，含有的参数类型一样时候，可能会产生一些冲突，而命名空间的出现可以解决这些冲突的问题，使用命名空间可以对标识符的名称进行本地化，从而来避免冲突或者名字污染。命名空间的关键字为namespace。
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> int rand=10;//此处定义一个int类型的变量rand //头文件stdlib.h中有个用来生成随机数的rand函数 int main(){ printf("%d",rand); reuturn 0; } //该代码编译后会报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数” 。 //原因就是stdlib.h中的函数rand与变量rand名称相同导致产生冲突 //使用C++中的命名空间来解决这个问题 #include<iostream> #include<stdlib.h> namespace kzy { int rand = 10; } int main() { printf("%d\n", kzy::rand);//其中 ::为域作用限定符，表示此处的rand是用的kzy这个命名空间中变量。因此此处结果为 10 return 0; }2.1 命名空间的定义
定义命名空间需要使用namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接着一对{ }；{ }中即为命名空间中的成员。
// kzy 是命名空间的名字，一般开发中是用项目名字做命名空间名。 // 1. 正常的命名空间定义 namespace kzy { // 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：定义一个命名空间就等于定义一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中。
2.2 命名空间的使用
方法一：加命名空间名称及作用域限定符
#include<iostream> #include<stdlib.h> namespace kzy { int rand = 10; } int main() { //加域作用限定符 printf("%d\n", kzy::rand); return 0; }方法二：使用using将命名空间中某个成员引入
#include<iostream> #include<stdlib.h> //使用using命令将命名空间中的某个成员引入 using kzy::rand; namespace kzy { int rand = 10; } int main() { printf("%d\n", rand); return 0; }方法三：使用using namespace 命名空间名称 引入
#include<iostream> #include<stdlib.h> //使用using命令将命名空间中的所有变量全局展开（一般不建议使用此方法） using namespace kzy; namespace kzy { int rand = 10; } int main() { printf("%d\n", rand); return 0; }
3. C++输入与输出
下边来看一个简单代码
#include<iostream> // 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 using namespace std; int main() { cout<<"Hello world!!!"<<endl; return 0; }代码说明：
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的使用方法使用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<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。后面我们会有有 一个章节更深入的介绍IO流用法及原理。
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使用更合理呢？
1. 在日常中，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。
4.缺省参数
4.1 缺省参数的概念
缺省参数是用来声明或定义函数时为函数的参数定义一个缺省值，在调用该函数的时候，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)//定义形参a的默认值为0 { cout<<a<<endl; } int main() { Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值 Func(10); // 传参时，使用指定的实参 return 0; }4.2 缺省参数的分类
1. 全缺省参数
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30) { cout<<"a = "<<a<<endl; cout<<"b = "<<b<<endl; cout<<"c = "<<c<<endl; }2. 半缺省参数
void Func(int a, int b = 10, int c = 20) { cout<<"a = "<<a<<endl; cout<<"b = "<<b<<endl; cout<<"c = "<<c<<endl; }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
5. 函数重载
5.1 函数重载的概念
函数重载：是函数的一种特殊情况，C++中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、参数类型，类型顺序）不同，通常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。
举例说明：
// 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; }5.2 C++中支持函数重载的原理--名字修饰
在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经过预处理、编译、汇编、链接四个阶段。在一个实际项目中通常是由多个头文件和多个源文件构成的，在编译后链接钱，函数的调用只能调用出本源文件中的，但是如果被调用的函数是在其他源文件中定义的，地址也就在其他源文件中，而编译阶段就是处理这些问题，当链接器看到要调用某函数，但是却没有该函数的地址，就会在有该函数的汇编后的符号表中找到该函数的地址，然后链接到一起。
链接时如果有多个相同名称的函数，也就说存在函数重载，该去找哪个名字呢？每个编译器都有自己的一种函数名称修饰规则。修饰后的函数名称不同，而链接时就是找的修饰后的名称。
以Linux中的环境来看理解一下
通过上面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】。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。
通过这里我们就可以理解了C++支持重重载的原因了：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
6. 引用
6.1 引用概念
引用不是新定义一个变量，而是给已存在的变量取别名，编译器不会为引用变量开辟新的内存空间，它和它引用的变量共用一块内存空间。
//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); }6.2 引用特性
- 引用的定义时必须要初始化。
- 引用一旦引用一个实体，就不能在引用其他实体
- 一个变量可以有多个引用
- 引用不能直接引用一个常量
- 引用类型和被引用的类型要一致
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); } 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; }6.3 引用的使用场景
//做返回值 int& Count() { static int n = 0; n++; // ... return n; } //做参数 void Swap(int& left, int& right) { int temp = left; left = right; right = temp; }错误使用：
上边代码结果为啥不是3，而是7呢？
Add函数在运行结束后，该函数对应的栈空间就会被回收，即C变量就没有了一样，而在main中ret引用Add函数返回值，实际引用的是一块被释放的空间，虽然该空间被回收，但是不代表空间不能使用，而ret引用的c的位置被第二次使用的 Add(3,4) 修改为7。因此ret的值发生改变。
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。
6.4 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。
标值和引用的作为参数类型的性能比较
值和引用的作为返回值类型的性能比较 如图测试结果可看到传值的比传引用的效率，不管是作为参数还是作为返回值都是传引用的效率更高。
6.5 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。
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。
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。
与宏的对比
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
8.1 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。
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。
8.2 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&
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; }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。
8.3 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
9. 基于范围的for循环（C++11）
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; }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）
10.1 C++98中的指针空值
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：
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。
![[NSSRound#18 Basic]web解析](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/ef2c936c6e46412caebb67d5f1117de1.png)
