C++入门指南：从基础语法到核心特性全解析

1. C的第一个程序C兼容C的绝大部分语法因此C程序也可以在cpp文件中运行这是一个非常便利的功能毕竟在某些情况下printf和scanf是比cin和cout好用的eg保留小数点提高输入输出流效率…对于.cpp文件VS会自动调用C编译器进行编译而Linux下要用g编译。现在我们就可以试着创建一个.cpp为后缀的文件试运行一个简单的代码了#includestdio.hintmain(){printf(Hello, C!);return0;}或#includeiostreamusingnamespacestd;intmain(){coutHello, C!endl;return0;}2. 命名空间namespaceC经常用于设计是面向对象的程序如果没有一个作用域一些函数和类是很容易产生冲突的。namespace便解决了这个问题其本质上是定义了一个域独立于全局域不同的域中可以出现同名函数。定义命名空间方法namespacemyspace//myspace是自定义空间名{//...}注意事项namespace只能定义在全局可以嵌套定义项目中多个工程文件的同名文件定义的同名namespace会被认作是同一个不会冲突C标准库是std2.1 命名空间使用项目中会通过::来指定命名空间访问using可以对某个命名空间展开便于访问其中成员可以省略::在项目中不推荐展开但日常练习推荐用using namespace std展开标准库3. C的输入输出C输入输出需要包含库iostream定义了标准的输入输出对象。std::cin是istream类对象std::cout是outstream类的对象主要面向窄字符的标准输入输出流C的cin和cout可以使输入输出更加方便不需要手动指定格式其输入输出可以自动识别变量类型在包含iostream库时编译器可能会间接包含stdio.h如果报错的话手动包含一下就好。输入输出示范inta;charb;doublec;cinabc;couta b cendl;4. 缺省参数定义定义缺省参数是指在函数声明时预先设定的默认值。当调用函数时若未提供该参数值则自动采用默认值若提供了实参则使用传入的参数值。缺省参数分为全缺省和半缺省全缺省函数的全部参数都设置了默认值半缺省函数的部分参数设置了默认值关于半缺省的规则函数参数必须从右到左连续缺省不能间隔跳跃给缺省值带缺省参数的函数调用传参时是从左到右给缺省值函数的声明和定义分离的时候缺省参数不能同时出现规定只能在函数声明中出现#includeiostreamusingnamespacestd;//声明全缺省voidAdd(inta10,intb10);//半缺省写法//void Add(int a, int b 10);//定义voidAdd(inta,intb){coutabendl;}//错误写法// void Add(int a 10, int b 10)// {// cout a b endl;// }intmain(){intx20;inty50;Add(x,y);//已传入初始值Add();//未传入初始值return0;}如果声明和定义中同时出现了缺省值则会报错5. 函数重载C中允许在同一作用域中出现同名函数但有以下要求可以是参数类型不同可以是参数个数不同可以是参数的类型顺序不同如果只有函数的返回值不同就不是重载函数以下是合法的重载函数例子intAdd(inta,intb){returnab;}//参数类型不同doubleAdd(doublea,doubleb){returnab;}//参数数量不同intAdd(inta){intb10;returnab;}//参数位置可以交换intAdd(chara,intb){returnab;}intAdd(intb,chara){returnab;}//错误写法仅有函数返回值不同// double Add(int a, int b)// {// return a b;// }返回值不同不能作为重载的条件因为调用时无法区分。函数重载允许同一函数名处理多种数据类型可以有效减轻命名负担。6. 引用引用不是新定义一个变量而是给已有变量起别名不会另外开辟空间。使用方法inta;//类型 引用别名 引用对象intraa;6.1 引用的特性引用在定义时必须初始化一个变量可以有多个引用可以对引用再次引用引用一旦初始化后就不能改变引用在底层相当于是一个自动化指针编译器在汇编时会自动将引用转化为指针而我们在使用的时候仅需当作普通变量即可。6.2 引用的使用作用引用传参和引用作返回值可以减少拷贝提高效率并且可以直接通过引用改变对象。使用案例#includeiostreamusingnamespacestd;voidSwap(intrx,intry){inttmprx;rxry;rytmp;}intmain(){intx20;inty10;Swap(x,y);coutxendlyendl;return0;}减少拷贝引用作返回值时可以直接通过函数修改错误示范6.3 const 引用引用const对象时必须使用const引用但是引用非const对象时既可以选择用或不用。记住这一点即可对象的访问权限在引用过程中可以缩小但是不能放大。另外还需注意临时对象具有常性因此需要使用const引用。临时对象的产生一般出现在以下情形通过 - * / 等运算得到的结果函数返回值发生类型转换时例子inta10;constintraa*3;//运算constdoublerba;//类型转换const引用可以应用于函数传参这样就不用担心函数会擅自修改原变量了。如果修改就会报错voidfunc(constTval){//...}6.4 指针和引用的关系引用在使用过程中虽然比指针便携很多但是两者仍然不可相互替代各自有各自的特点语法概念上引用不需要开辟空间但指针需要开辟空间。因为指针需要空间来存储变量的地址。定义时引用必须初始化指针可以选择不初始化。对象方面引用一旦定义就不能更改引用对象但指针可以不断更改对象。访问时可以直接通过引用来访问变量但指针需要解引用才能访问。sizeof的含义不同对于引用返回的是原变量的大小而指针则是返回地址的大小例如在64位环境下就是8个字节。存储内容上不存在空引用少部分情况会存在野引用比如函数返回了局部变量的引用指针则会出现空指针和野指针的情况。7. 内联函数inline7.1 inline使用inline修饰的函数是内联函数使用时在函数返回值前加上inline即可。通俗来讲inline的作用是建议编译器在编译时直接在需要调用函数的地方直接展开函数不需要再通过地址访问函数这样可以提高运行效率。至于为什么是建议是因为inline仅适用于短小且频繁调用的函数。如果对代码冗长且经常调用的函数或递归函数使用inline编译器会默认忽视这条指令。具体的忽视规则因编译器而异。如果展开就相当于解压缩了代码可能会从几百行增加至几千甚至几万行得不偿失使用示例#includeiostreamusingnamespacestd;inlineintAdd(intx,inty){returnxy;}intmain(){inta10;intb20;intc30;intd40;coutAdd(a,b)endl;coutAdd(a,c)endl;coutAdd(a,d)endl;//编译时不会再 call / retreturn0;}7.2 inline和宏在C语言中宏函数的实现很复杂很容易出错。例如//错误示例#defineAdd(a,b)ab//正确示例#defineAdd(a,b)((a)(b))一个简单的加法宏也有很多需要留意的地方一不小心就会中招TvT宏不需要加分号如果加上了就相当于引入了一个空语句在输入输出时会报错。宏的很多情况都要加上括号目的是为了控制宏函数的优先级。因此C设计inline的目的就是替代宏函数通过inline展开函数可以达到和宏一样的效果还不容易出错注意和一般的函数实现不同inline不建议声明和定义分离到两个文件中否则会导致链接错误。因为inline展开后没有函数地址链接时找不到函数就会报错。8. 独属于C的空指针nullptrC语言中的NULL其实是存在很多弊端的。NULL其实是一个宏函数这是NULL在stddef.h中的定义#ifdefNULL#ifdef__cplusplus#defineNULL0#else#defineNULL((void*)0)#endif#endif在 https://legacy.cplusplus.com/ 这个网站上我们也可以看到NULL的具体定义在C中NULL可能会被定义为无类型指针(void*)的常量。在C中NULL可能会被定义为字面常量0。但是NULL的这个特性在某些情况下会成为负担。比如函数重载voidfunc(intx){coutintendl;}voidfunc(char*p){coutpointerendl;}func(NULL);// 这里会调用 func(int)因为 NULL是 0func(nullptr);// 调用 func(char*)这里我们本来想通过NULL调用func(char*)却被编译器当作整数0处理了。因此C中引入了一个特殊的关键字nullptr。nullptr可以转换成其他任意类型的指针类型不会再转换为整数类型。所以下次如果想表示空指针使用nullptr会比NULL更加保险~