C++（学习）2024.9.18

目录

C++基础介绍

C++特点

面向对象的三大特征

面向对象与面向过程的区别

C++拓展的非面向对象的功能

引用

引用的性质

引用的参数

指针和引用的区别

赋值

键盘输入

string字符串类

遍历方式

字符串与数字转换

函数

内联函数

函数重载overload

哑元函数

面向对象基础

类与对象

概念

类的内容

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C++基础介绍

C++特点

在支持C语言的基础上，全面支持面向对象编程，编程领域广泛，功能强大，是为数不多的支持底层操作的面向对象编程语言，在面向对象的语言中执行效率极高。

面向对象的三大特征

封装        继承        多态

面向对象与面向过程的区别

        面向过程是以"怎么解决问题"为核心，这种思想关注的重点是“过程”，“过程”指的是一系列有序的步骤，只需要按照这个步骤来做，就能够得到预料的结果。这种思维方式偏向于计算机执行命令的本质，通常程序为一些有序的语句。这样的程序特点是执行效率高。适合小体量的软件项目工程，偏向性能的项目一般这样做。

        面向对象是以"谁来解决问题"为核心，关注的重点是“对象”。在计算机中，“对象”可以理解为一系列由于某种联系而聚焦在一起的数据。在编程的过程中处理对象之间的关系。这种方式更近于人类的思考方式。这种编程方式的缺点就是执行效率底，编程效率高。适合大规模的软件项目。

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C++拓展的非面向对象的功能

引用

引用从一定程度上讲是指针的平替。几乎被所有的面向对象编程语言所使用。引用相当于对某一目标变量起“别名”。操作引用与操作原变量完全相同。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int a = 1;int &b = a;    // b是a的引用cout << a << " " << &a << endl; cout << b << " " << &b << endl;return 0;
}

引用的性质

1.可以改变引用的值，但是不能再次成为其他变量的引用。

2.声明引用时，必须要初始化

3.声明引用时，基本写法不能初始化为null

4.声明引用的时候，初始化的值如果是纯数值，需要使用const关键字修饰引用，表示该引用为常量引用，这样引用的值不可改变。

5.可以将变量引用的地址赋值给一个指针，此时指针指向的还是原来的变量。
6.可以使用const修饰引用，此时如果原变量的值改变，引用的值也改变。

引用的参数

写一个函数，函数有两个参数a和b，函数的功能是交换两个传入的参数原来变量的值。

    
#include <iostream>
using namespace std;
void test2(int &a,int &b)
{a = a ^ b;b = a ^ b;a = a ^ b;
}
int main()
{int a1 = 1;int b1 = 2;test2(a1,b1);cout << "a1=" << a1 << endl;cout << "b1=" << b1 << endl;return 0;
}

引用作为参数进行定义的时候，再参数传递时，是不会产生副本的，这样会提高运行效率，我们在正常的编程中，建议使用引用进行传递参数。引用形参，在不参数计算的情况下，我们建议使用const进行修饰。以达到引用的安全性。

指针和引用的区别

1.语法：
指针使用 * 来声明，例如 int* ptr。
引用使用 & 来声明，例如 int& ref。

2.初始化：
指针可以在任何时刻被重新赋值，可以指向不同的对象。
引用在初始化时必须绑定到一个对象，且不能更改为指向其他对象。

3.内存管理：
指针占用内存（存储地址），可以为 nullptr。
引用没有自己的内存地址，始终与某个对象关联。

4.解引用：
指针需要使用 * 来解引用，例如 *ptr。
引用可以直接使用，无需解引用操作。

5.适用场景：
指针适用于需要动态内存管理或数组操作的场景。
引用更适合需要传递对象而不想复制时的场景。

赋值

通常编程中使用=进行赋值操作，C++新增了以下赋值语法。（只能用于初始化）

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{double b = 3.14;int b1 = b;int b2(b);int b3{b};  // 升级：对数据窄化做出警告cout << b << endl;  cout << b1 << endl; cout << b2 << endl;cout << b3 << endl;return 0;
}

键盘输入

可以使用cin把用户在命令行中输入的内容赋值到变量中。cin与cout一样，都是属于头文件iostream中的标准输入输出流。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int b;cin>>b;getchar();string a;cout << "请输入一个字符串" << endl;getline(cin,a);cout << "您输入的内容是：" << endl;cout << a << endl;return 0;
}

string字符串类

        string不是C++的基本数据类型，而是C++标准库中的字符串类，使用时需要引入对应的头文件#include<string>，string在绝大多数情况下可以替代C语言中的字符串，不必担心内存是否足够和字符串长度等等，其中内部还包含了很多字符串处理函数，可以完成各种情况下的字符串处理功能。string和C语言相同，字符串编码使用ASCII编码，不支持中文处理。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{string str = "helloworld";cout << str.size() << endl;cout << str.length() << endl;cout << str[1] << endl;cout << str.at(5) << endl;return 0;
}

两种方式都可以，但是在C++中更推荐使用at函数，原因是at函数更安全。但是[ ]的方式效率更高。

遍历方式

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{string str = "helloworld";for(int i = 0; i < str.size(); i++)    //以for循环的方式进行输出字符串{cout << str.at(i);}cout << endl;for(char i:str)      //for each的方式进行循环遍历字符串{cout << i;}return 0;
}

字符串与数字转换

#include <iostream>
#include <sstream> // 字符串流
using namespace std;
int main()
{string s = "123";
//    int i = s; 错误// string → intistringstream iss(s);int i;iss >> i;cout << i << endl;// int → string
//    string s2 = i; 错误stringstream ss;ss << i;string s2 = ss.str();cout << s2 << endl;return 0;
}

函数

内联函数

内联函数用于取代C语言中宏定义的函数，内联函数的正确使用可以提升程序的执行效率。内联函数在编译的时候，直接把函数体展开到主函数中编译。在运行期间减少调用开销。
通常将具有以下性质的函数定义为内联函数：
●代码长度5行以内
●不包含复杂的控制语句
●频繁被调用
关键字：inline
后续学习的成员函数默认添加inline修饰。但是手动添加上的inline关键字，将函数声明是否为内联函数不是我们决定的，而是编译器有自己的判断准则，我们只是给编译器提一个建议。具体是否变为内联函数，还是编译器自己决定的。

函数重载overload

C++中允许多个函数使用同一个名称，这种用法就是函数重载。函数重载要求函数名称相同，但是参数不同（类型不同或者数量不同，前后顺序不同），与返回值等其他因素无关。

#include <iostream>
using namespace std;
void print_show(int i)
{cout << "调用了int重载" << i << endl;
}
void print_show(string str)
{cout << "调用了string重载" << str << endl;
}
void print_show(float f)
{cout << "调用了float重载" << f << endl;
}
void print_show(double d)
{cout << "调用了double重载" << d << endl;
}
int main()
{print_show(11);return 0;
}

哑元函数

哑元函数的参数只有类型，没有名称，这样的参数的函数哑元函数。

#include <iostream>
using namespace std;
void print_show(int ,int)
{cout << "调用了int哑元函数1" << endl;
}
void print_show(int i)
{cout << "调用了int哑元函数2" << endl;
}
int main()
{print_show(1，1);return 0;
}

作用1：哑元函数用来区分函数重载
作用2：运算符重载中用到。

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面向对象基础

类与对象

概念

类：类是一个抽象的概念，用于描述同一类对象的特点。
对象：根据类的概念所创造的实体。

必须要先写类才能创建对象。

类的内容

类中最基础的内容包括两个部分，一个是属性，一个是行为。
●属性：表示一些特征项的数值，比如说：身高、体重、肤色、性别、重量、颜色、型号等等。而这些特征项的数值也被称为“成员变量”。属性一般以名词存在。
●行为：表示能执行的动作，能干什么事？比如说：吃饭、睡觉、打架、打篮球。行为一般函数实现，也被称为“成员函数”。行为一般以动词存在。

成员 = 成员函数+成员变量。