C++前期概念（重）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int rand = 10;

// 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

int main()
{
 printf("%d\n", rand);
 return 0;
}

// 编译后后报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”

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。

1. 正常的命名空间定义

namespace N

{
 // 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

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.头文件中的合并

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。一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个.不同的头文件里定义的命名域，到.cpp里包含上这两个头文件，相当于合并了，都能访问到.

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

命名空间使用

比如：(里面printf，会出现//编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符)

namespace N

{
 // 命名空间中可以定义变量/函数/类型

 int a = 0;
 int b = 1;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }

 struct Node
 {
 struct Node* next;
 int val;
 };
}

int main()
{
 // 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
 printf("%d\n", a);
 return 0;
}

命名空间的使用有三种方式：

展开命名空间会进去搜索，展开命名空间域就等于暴露到全局

1:加命名空间名称及作用域限定符（::）

int main()
{
    printf("%d\n", N::a);
    return 0;    
}

2: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;    
}

3:使用using namespace 命名空间名称引入

using namespce N;

int main()
{
    printf("%d\n", N::a);
    printf("%d\n", b);
    Add(10, 20);
    return 0;    
}

C++输入&输出

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

#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; }

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。后面我们还有有一个章节更深入的学习IO流用法及原理。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。

#include <iostream>

using namespace std;
 

int main()
{
   int a;
   double b;
   char c;
     
   // 可以自动识别变量的类型

   cin>>a;
   cin>>b>>c;
     
   cout<<a<<endl;
   cout<<b<<" "<<c<<endl;
   return 0;

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。

缺省参数

缺省参数就是给出的函数参数的默认值

在调用有缺省参数的函数时，如果没有指定实参则采用该默认值，否则使用指定的实参

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。

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

void Func(int a = 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;
}

缺省参数分类

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：半缺省参数必须从右到左依次来给出，不能间隔给，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

函数重载

参数不同包含类型不同，顺序不同，类型的顺序不同和个数不同

重载函数必须参数列表有所不同（包括参数类型和参数个数）

重载函数不依靠返回值来区分，所以返回值可以相同

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。

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;
}

main

int main()
{
 Add(10, 20);
 Add(10.1, 20.2);

 f();
 f(10);

 f(10, 'a');
 f('a', 10);

 return 0;
}

引用

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。

重：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

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);  
}

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;
}

使用场景（比C简单）

1. 做参数（交换值）

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}

2. 引用做返回值（不用创建临时变量）

传值返回，返回的是他的拷贝，所以要调用一次拷贝构造

传引用返回，返回的是他的别名

减少了拷贝，提高了效率

静态的没问题去掉static就有问题了，n在静态栈，不在临时的count里

int& Count()
{
   static int n = 0;//静态的没问题去掉static就有问题了
   n++;
   // ...

   return n;返回的时n的别名（引用）
}

//add1对
int& add1()
{
	static int x = 3;
	return x;
}

//add2是不对的，
int& add2()
{
	int x = 3;
	return x;
}

注意：引用是不可以改变指向的

是赋值

并且abc的值都被改了

常引用

b的改变会影响a，是所以不行

引用的过程中，权限不能被放大。

const int a=0;


int&b=a;                                                                                                                                                                                                                               


const int c=0;


int d=c;

类型相同不用创建临时变量、

类型不同，需要创建临时变量，同时临时变量具有常性

类型转换/强制类型转换就要创建临时变量临时变量具有常性

地址的交换值（指针也可以开别名）

用C需要二级指针，但用引用就可以不用二级

void swap(int*& a,int*& b)
{
    int*t=a;
    a=b;
    b=t;
}

int main()
{
    int x=0;int y=1;
    int*px=&x;
    int*py=&y;
    swap(px,py);
}

链表的双指针也可以更简单

总结：

1、基本任何场景都可以引用传参
2、谨慎用引用做返回值。出了函数作用域，对象不在了，就不能用引用返回，还在就可以用引用返回

引用的读写功能和优点

查找和修改

改进

引用和指针的区别

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

10.引用一旦定义时初始化指定，就不能再修改，指针可以改变指向

11.引用表面好像是传值，其本质也是传地址，只是这个工作有编译器来做

12.指针需要开辟空间，引用不需要开辟空间

13.指针是间接操作对象，引用时对象的别名，对别名的操作就是对真实对象的直接操作

内联函数（短小函数定义换用内联函数）

定义和声明要一起,inline函数不支持声明和定义分离开

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。

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

auto在for循环中

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&

适用于数组

范围for

依次取数组中数据赋值给x

x只是个符号，符号随便起

空指针

C++中，NULL相当于0，要用nullptr了

命名空间