【C++】新手入门指南

 
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目录

🐼C++的发展史

🐼命名空间

🐼命名空间的使用

🐼C++输入输出

🐼缺省参数

🐼函数重载

🐼引用

 🐼引用的使用

 🐼const引用

 🐼指针和引用的关系

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🐼C++的发展史

🌟C++的起源可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普)感受到了面对项目中复杂的软件开 发任务，特别是模拟和操作系统的开发工作，他感受到了现有语言（如C语言）在表达能力、可维护性 和可扩展性方面的不足😑。

于是1983年，Bjarne Stroustrup 在 C语言的基础上添加了面向对象编程 的特性，设计出了C++语言的雏形😄 ，此时的C++已经有了 类、封装、继承 等核心概念，为后来的⾯向对象编程奠定了基础。这⼀年该语言被 正式命名为C++。

于是C++的标准化工作于1989年开始，在完成C++标准化的第⼀个草案后不久， STL 被投票

包含到C++标准中。

⭐️ 于是C++进行了一系列版本更新,如图:

 

🌟值得肯定的是: C++兼容C语言绝大多数的语法 ，所以C语言实现的程序依旧可以运行， C++中需要把定义文件 代码后缀改为.cpp ，vs编译器看到是.cpp就会调用C++编译器编译，linux下要用g++编译，不再是gcc。

🐼命名空间

✨在C/C++中，会使用到大量变量，函数，类，结构体等。这些变量，函数，类在全局变量中，会引起命名冲突。而在C++中引入了命名空间，就是管理当前标识符的名称进行本地化，以免造成命名冲突。在C++中引入了namespace关键字来解决这种问题。

比如在之前可能遇到这种问题:

int rand = 1;
int main()
{printf("%d", rand);return 0;
}

会显示报错：“rand”: 重定义；以前的定义是“函数”。

这正是由于编译器在库中找到了和全局变量一样的名字，造成报错。

👀那我们应该怎么解决这个问题呢？

这需要使用namespace关键字，使用规则: namespace加命名空间的名字后面跟一对花括号{}。如果我们能改变编译器的查找规则，让编译器从我们定义的域中查找变量，函数，类等。这使namespace定义的域和全局域就相互独立起来了，在不同的域中定义相同的变量，函数，类，结构体等，编译器在查找时，根据命名空间的名字，到对应的空间中查找，就不会造成访问冲突等问题了。本质上，namespace是定义出⼀个域，这个域跟全局域相互独立，不受影响。通过修改编译器的查找逻辑，各个域互不影响。

注意:

1.命名空间域和类域不影响变量生命周期。

2.在项目文件中namespace关键字定义命名空间可以重名，不过编译器认为属于同一块空间。

3.namespace只能定义在全局。支持嵌套定义。

而访问命名空间中的元素，需要使用命名空间名字+::。

在把C++标准库都放到了一个std(standard)的命名空间中：

比如:

namespace li
{int rand = 10;int Add(int left, int right){return left + right;}struct Node{struct Node* next;int val;};
}
int main()
{printf("%d\n", li::rand);printf("%d\n", li::Add(10, 20));return 0;
}

😾解释: 在上述例子中 ，我们定义了一个li的命名空间，里面分别有变量rand，函数Add,结构体。我们通过li::rand来访问在li命名空间中rand变量，以及函数调用。而在这里std::cout和std::endlC++，std是C++标准库的命名空间，具体下面输入输出会讲解。

🐼命名空间的使用

✌️在前面的分享中，我们知道命名空间本质是定义了一个本地域。编译器在查找时，默认会在局部和全局变量中查找，不会到命名空间中查找。所以我们需要掌握命名空间的使用的三种方式:

1.指定命名空间访问。就如刚刚上述例子,li::rand.在项目中推荐，安全性好。

2.使用using将命名空间中全部成员展开。这种方式风险较大，安全性不好，适用于平时练习比较方便。

3.使用using将命名空间中某个成员展开。这种方式取了前两种方式的优点，如果有一个不重名成员频繁使用，可以考虑这种方式。

这里举例:

namespace li
{int rand = 10;int Add(int left, int right){return left + right;}struct Node{struct Node* next;int val;};
}
//指定命名空间访问
int main()
{printf("%d\n", li::rand);printf("%d\n", li::Add(10, 20));return 0;
}
//使用using将命名空间中全部成员展开
using namespace li;
int main()
{printf("%d\n", li::rand);printf("%d\n", li::Add(10, 20));return 0;
}
//使用using将命名空间中某个成员展开
using li::Add;
int main()
{printf("%d\n", li::rand);//频繁调用Addprintf("%d\n", li::Add(10, 20));printf("%d\n", li::Add(10, 20));printf("%d\n", li::Add(10, 20));printf("%d\n", li::Add(10, 20));printf("%d\n", li::Add(10, 20));printf("%d\n", li::Add(10, 20));printf("%d\n", li::Add(10, 20));return 0;
}

🐼C++输入输出

⭐️ <iostream> 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输入、输出流库，定义了标准的输入、输出对象。

1. std::cin是 istream 类的对象，主要是窄字符的标准输入流。
2. std::cout是 ostream 类的对象，主要是窄字符的标准输出流。
3. std::endl是一个函数，用于流插入输出，相当于一个换行字符刷新缓存区。
4. <<是流插入运算符，>>是流提取运算符

 在使用C++输入输出不用指定格式。在C++中输入输出都是自动识别的变量数据类型(本质上是通过函数重载实现的)、

cout,cin,endl都是在属于C++标准库中的，而C++标准库是放在一个std的命名空间中。

在上述我们分享交代了C++使用命名空间的方法。

虽然我们这里没有使用<stdio.h>，但是依旧可以使用printf,scanf，原因是<iostream>

间接包含了。在刚刚的例子中，我们将printf都换成cout。

namespace li
{int rand = 10;int Add(int left, int right){return left + right;}struct Node{struct Node* next;int val;};
}
//使用using将命名空间中某个成员展开
using li::Add;
int main()
{std::cout << li::rand << std::endl;//频繁调用Addstd::cout << Add(10,20)<< std::endl;	std::cout << Add(10,20)<< std::endl;std::cout << Add(10,20)<< std::endl;std::cout << Add(10,20)<< std::endl;std::cout << Add(10,20)<< std::endl;std::cout << Add(10,20)<< std::endl;std::cout << Add(10,20)<< std::endl;std::cout << Add(10,20)<< std::endl;return 0 ;
}

🐼缺省参数

⭐️还是由于在面向对象编程中的不方便，在C++中提出了缺省参数这个概念。

缺省参数是函数声明或定义时为参数指定的一个缺省值。在函数调用时，如果指定了实参，就使用实参，否则，就使用缺省值。

⭐️缺省值分为全缺省和半缺省，全缺省就是所有形参都给缺省值，半缺省就是部分形参给缺省值。在给缺省值时，C++规定，必须从右向左给缺省值，不能跳跃给缺省值。

注意:

缺省值不能在函数声明和定义同时给，只能在函数声明确定缺省值。

缺省值用法:

using namespace std;
// 全缺省
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl << endl;
}
// 半缺省
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{Func1();Func1(1);Func1(1, 2);Func1(1, 2, 3);Func2(100);Func2(100, 200);Func2(100, 200, 300);return 0;
}

🐼函数重载

⭐️在C++中，支持了同名函数在同一作用域出现，但是要求同名函数的参数不同，可以是参数类型或个数，如果同名函数的返回值不同不能构成重载。比如在之前我们实现计算器，对于加法，可能有整数+整数，浮点数+浮点数等。现在同名函数的调用使用起来就很方便了，这样的做法使得C++使用起来更灵活，这也反映了C++的多态。

int Add(int x, int y)
{return x + y;
}double Add(double x, double y)
{return x + y;
}
using namespace std;
int main()
{cout << Add(10, 20) << endl;cout << Add(10.1, 20.1) << endl;return 0;
}

🐼引用

⭐️在我们日常生活中，经常会给别人取别名，比如 苏轼，别称包括“东坡居士”、“苏子瞻”、“苏洵之子”等，东坡居士是苏轼，苏子瞻是东坡居士，苏洵之子是苏子瞻，他们都是苏轼。但对他的别名都是苏轼这个人，没有其他人。

在C++中，引入了引用这个概念，引用是给变量取别名，并没有定义一个新变量，也没有创建新的空间。

类型& 引用别名 = 引用对象;

这里&和C语言取地址操作符是一样的，但是含义完全不同，大家要区别开

比如:

using namespace std;
int main()
{int a =10;int& ra = a;int& rra = a;int& rrra = a;//ra rra rrra地址完全相同cout << &ra << endl;cout << &rra << endl;cout << &rrra << endl;int x = 0;int& b = x;int& c = b;int& d = c;++d;cout << &x << endl;cout << &b << endl;cout << &c << endl;cout << &d << endl;cout << x << " " << b << " " << c << " " << endl;return 0;
}

这里x,b,c,d都是同一片空间。

 🐼引用的使用

1. 首先，需要注意，引用一旦引用了一个实体，就不能引用其他实体。
2. 可以有多个引用引用同一个变量。
3. 引用在定义时必须初始化。

例:

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{int a = 10;// 编译报错：“ra”: 必须初始化引⽤//int& ra;int& b = a;int c = 20;// 这并不是让b引用c，因为C++引用不能改变指向，// 这是⼀个赋值，相当于给a指向的空间赋值b = c;cout << &a << endl;cout << &b << endl;cout << &c << endl;cout << b << endl;cout << c << endl;cout << a << endl;return 0;
}

🍏引用在使用时主要有两种用途，引用传参或引用作返回值。 优点:减少拷贝提高效率和改变引用对象时同时改变被引用对象。

引用传参跟指针传参功能是类似的，引用传参相对更方便⼀些。

比如在交换两个数的值，在C语言需要取地址，使用指针。在C++中，引用这方面用起来方便多了。

using namespace std;
void Swap(int& rx, int& ry)
{int tmp = rx;rx = ry;ry = tmp;
}
int main()
{int x = 0, y = 1;cout << x << " " << y << endl;Swap(x, y);cout << x << " " << y << endl;return 0;
}

我们在之前不带头单链表创建时形参是这样的:

void ListPushBack(LTNode** phead, int x)

test.cpp
LTNode* plist = NULL;
ListPushBack(plist,1);

typedef struct ListNode
{
int val;
struct ListNode* next;
}LTNode, *PNode;
// 指针变量也可以取别名，这⾥LTNode*& phead就是给指针变量取别名
// 这样就不需要⽤⼆级指针了，相对⽽⾔简化了程序
void ListPushBack(LTNode** phead, int x)
void ListPushBack(LTNode*& phead, int x)

1.我们这里可以拆开来看,首先，变量可以拿来引用，那么，指针也可以拿来引用。引用plist的指针，形参可以用LTNode*& phead来接收，其中，LTNode*是phead引用的类型。就像引用int&b = a(int为a的类型)。

2.这里用typedef简写了结构体指针*PNode,这表示指向结构体的指针，等价于LTNode*

最后，也可以写作:void ListPushBack(PNode& phead, int x);

 🐼const引用

🍊在引用时,我们可能会触碰以下情形:

比如:int& rb = a*3;  double d = 12.34;  int& rd = d;在这些场景下，如10，a*3,12.34都保存在一个临时对象(临时对象:编译器需要把一个空间暂存表达式的结果放在一个未命名的对象中)中，而对于int& rd = d发生类型转换，也是需要借助临时变量C。而C++规定临时对象具有常性,不能修改，所以这里就触发了权限放大，必须要用常引用才可以。如果引用对象是需要放在临时变量就有常性的，都需要我们使用常引用，权限可以平行或缩小，权限不能放大。

int main()
{//权限放大，无法从“const int”转换为“int &”const int a = 10;//int& ra = a;//正确示范:const int& ra = a;// 编译报错：error C3892: “ra”: 不能给常量赋值//ra++;// 这⾥的引用是对b访问权限的缩小int b = 20;const int& rb = b;// 编译报错：error C3892: “rb”: 不能给常量赋值//rb++;//权限不能放大const int* pa = &a;//int* pb = &a;//权限可以缩小int* pc = &b;const int* ppc = pc;return 0;
}

 🐼指针和引用的关系

🍒在c++中，指针和引用的使用是紧密相关，不可分割的。

语法上:

1. 引用在定义时必须初始化，指针建议初始化，但不必须。

2. 引用一旦有了实体，就不可以再指向其他实体，但是指针可以不断地指向其他对象。

3. 引用可以直接访问指向对象，指针需要解引用才是访问指向对象。

4. 指针很容易出现空指针和野指针的问题，引用很少出现，引用使用起来相对更安全一些。

5. 引用是一个变量的取别名不开空间，指针是存储⼀个变量地址，要开空间。
6. 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byte，64位下是8byte)。

在汇编层:

指针和引用的实现本质上是一样的。

int main()
{int a = 10;int* pa = &a;int b = 10;int& d = b;return 0;
}

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