缺省和重载。引用——初识c++

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专栏：数据结构|Linux|C语言
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索

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C++输入&输出

cout 和cin

<<

这里的c意思是console，把数据out到console（控制台）中去,而最后面的endl其实等价与\n,就是换行

>>

同样的道理cin，把数据in到console（控制台），也就是输入数据到控制台中。

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，

缺省参数

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。

全缺省

#include<iostream>
using namespace::std;void Func(int a = 10 , int b = 20 , int c =30)
{cout << "a:" << a << endl;cout << "b:" << b << endl;cout << "c:" << c << endl << endl;
}int main()
{
// 没有传参时，使用参数的默认值
// 传参时，使用指定的实参Func(1,2,3);Func(1,2);Func(1);Func();return 0;
}

那么可不可以隔着一个数传参呢？答案是不能

半缺省

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

#include<iostream>
using namespace::std;//半缺省参数从右往左依次给出
//半缺省参数不是缺少一半，而是有缺少就是半缺省
void Func(int a , int b = 20 , int c =30)
{cout << "a:" << a << endl;cout << "b:" << b << endl;cout << "c:" << c << endl << endl;
}int main()
{Func(1,2,3);Func(1,2);Func(1);return 0;
}

应用场景

假如我有一个栈，但是不知道要插入多少数据，目前栈的空间是固定的，怎么解决数据的容量问题?

struct stack
{int* a;int size;int capacity;
};void stackInit(stack* ps)
{//容量固定ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
}void StackPush(stack* ps,int x)
{
}int main()
{//不知道要插入多少个数据
}

用半缺省参数就可以很好的解决这个问题

声明和定义分离的情况

在声明和定义分离的情况下，那么是在声明处缺省，还是在定义处缺省呢?

//stack.h头文件下的定义
void stackInit(struct stack* ps, int n = 4);//stack.cpp下的声明
void stackInit(struct stack* ps, int n)
{ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
}

应该在头文件下的定义处缺省，因为在运行时，要包含的是头文件，程序在编译的时候会展开头文件，这时候就可以进行缺省调用。而且在声明处还可以判断语法是否正确
如果在定义处缺省，那么在第3个情况下就会出现参数太少的报错情况，达不到缺省。

如果声名与定义位置同时出现缺省，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。出现重定义报错

函数重载

c语言不允许同名函数
c++可以，要求，函数名可以相同，但是参数不同，构成函数重载 ，并且会对数据类型自动匹配。

1.参数的类型不同

2.参数的个数不同

3.参数的顺序不同（本质还是类型不同）

c语言不支持重载，链接时，直接用函数名去找地址，有同名函数，区分不开。
那么C++是怎么支持的呢?

C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling）

函数名修饰规则，名字中引入参数类型，各个编译器自己实现了一套

Linux编译器的命名规则

因为Linux的规则比较简单，我们先理解一下Linux编译器的规则


解释：如果是Add这样的前面就是_Z3,f就是_Z1，后面就都是加上函数名字和数据类型的首字母

正是用类似这样的规则给函数修饰名字，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。这样链接的时候用这样的名字，就可以找到对应的函数地址

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。
比如：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"。

int main()
{int a = 0;//引用，b就是a的别名int& b = a;cout << &a << endl;cout << &b << endl;return 0;
}

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
   
   4.引用不能改变指向
   

引用的作用

1.作为参数(输出型参数)

//指针传参
void Swap(int* a, int* b)
{int tmp;tmp = *a;*a = *b;*b = tmp;
}//引用传参
void Swap(int &a , int &b)
{int tmp;tmp = a;a = b;b = tmp;
}int main()
{int x = 0, y = 1;Swap(&x, &y);cout << "x=" << x << endl;cout << "y=" << y << endl;Swap(x, y);cout << "x=" << x << endl;cout << "y=" << y << endl;
}

这里a相当于x的别名，y相当于b

typedef struct Node
{struct Node* next;struct Node* prev;
}LNode,*Pnode;void PushBack(Pnode& phead, int x);void PushBack(struct LNode** phead, int x);
void PushBack(struct LNode*& phead, int x);int main()
{Pnode plist = NULL;return 0;
}

这里*pnode 相当于struct Node*,Node相当于struct Node

2. 做返回值

int& func()
{int a = 0;return a;
}int main()
{int ret = func();return 0;
}

这段代码意味着返回a别名，但是由于栈帧销毁，会造成野引用，这里的值是不确定的，取决于编译器,以及是否清内存。

可以看到这里随便调用了一个函数就导致结果变化，因为fx和func相同，空间重复使用，所以在原来销毁的a的位置创建了b，所以导致输出来的值又a的6，变成了b的1。

小结：

返回变量出了函数作用域，生命周期就到了要销毁（局部变量），不能引用返回

那么怎么使用引用返回呢？

int& func()
{static int a = 6;return a;
}int main()
{int &ret = func();cout << ret << endl;return 0;
}

这里加上一个static就可以。

int& Add(int a, int b)
{int c = a + b;return c;
}
int main()
{int& ret = Add(1, 2);Add(3, 4);cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std; 
#include<assert.h>struct SeqList
{//成员变量int* a;int size;int cacpcity;//成员函数void Init(){a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);size = 0;cacpcity = 4;}void PushBack(int x){//... 扩容a[size++] = x;}//临时变量有常性//读写返回变量int& Get(int pos){assert(pos >= 0);assert(pos < size);return a[pos];}};int main()
{SeqList s;s.Init();s.PushBack(1);s.PushBack(2);s.PushBack(3);s.PushBack(4);for (int i = 0; i < s.size; i++){cout << s.Get(i) << "";}cout << endl;for (int i = 0; i < s.size; i++){if (s.Get(i) % 2 == 0){s.Get(i) *= 2;}}cout << endl;for (int i = 0; i < s.size; i++){cout << s.Get(i) << "";}}

2.对象比较大,减少拷贝，提高效率

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。这些效果指针也可以，但是引用效率更高

#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void main()
{A a;// 以值作为函数参数size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc1(a);size_t end1 = clock();// 以引用作为函数参数size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc2(a);size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

指针和引用的区别