【C++】入门【一】

本节目标

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一、C++关键字（C++98）

二、命名空间

三、C++的输入输出

四、缺省函数

五、函数重载

六、引用

七、内联函数

八、auto关键字（C++11）

九、范围for（C++11）

十、指针空值nullptr（C++11）

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一.C++关键字（C++98）

• C++总计63个关键字，C语言32个关键字

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二、命名空间

1.命名空间的定义

• 在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的
• 这些变量、函数和类的名称将都存 在于全局作用域中，可能会导致很多冲突
• 使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化， 以避免命名冲突或名字污染
• namespace关键字的出现就是针对这种问题的
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• 命名空间要用到namepsace关键字 后面跟命名空间的名字
• 每个命名空间都是一个新的作用域
• 一个命名空间就定义了一个新的作用域，里面所有内容都局限于该空间内
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2.命名空间的使用

• 三种使用方法
• 1.命名空间名称加作用域限定符：：
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• 2.使用using将命名空间中的某个成员引入
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• 3.使用using namespace 命名空间名称 引入
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三、C++的输入输出

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• 使用cout标准输出对象（控制台）和cin标准输入对象（键盘）时，必须包含头文件<iostream>以及按命名空间使用方法使用std
• 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<iostream>头文件中
• <<是流插入运算符 >>是流提取运算符
• 使用C++的输入输出比C语言更加方便，不需要手动控制格式，C++的输入输出可以自动识别变量类型
• 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象 << >> 也涉及到一些重载的知识，后续我们才会学到
• 早期的标准库所有功能都在全局域内，声明在.h的头文件中，后来将其实现在std命名空间内，为了和C语言区分，规定了C++头文件不用带.h,旧的编译器vc6.0还支持.h的，后续编译器已不再支持 所以推荐<iostream> + std的方式

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四、缺省函数

1.缺省函数的概念

• 缺省函数是在声明或者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，则采用缺省值
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2.缺省函数的分类

• 全缺省函数
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• 半缺省函数
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• 注意：半缺省函数必须从右到左依次给，不能间隔
• 注意：缺省函数不能在函数声明和定义中同时出现，否则编译器不知道用哪个
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• 注意：缺省值必须时常量或者全局变量

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五、函数重载

1.函数重载的概念

• 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，类型，或者顺序不同）
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2.为什么支持函数重载

• C++为什么支持函数重载呢，而C语言却不支持？
• 从程序运行的角度看，C或C++的一个程序要跑起来，需要经历以下阶段
• 预处理，编译，汇编，链接
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• 实际项目是由多个头文件和多个源文件构成的，当一个cpp文件中调用了一个函数
• 而此函数定义在另一个cpp文件里，此时调用函数的cpp文件里没有函数的地址
• 此时怎么办呢？这时候就用到了链接，链接看到了调用另一个cpp文件的函数
• 然后链接就会到另一个cpp文件里去找函数地址，找到链接在一起
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• 那么链接时，对于这个函数，例如上面的sum函数，编译器会使用哪个名字去找它呢？
• 这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则，windows下修饰规则过于复杂，我们这里使用linux里的修饰规则来演示
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•  看完上面，大家应该理解了为什么C语言不支持重载，因为同名函数没办法区分
• 而C++是通过函数名修饰规则来区分函数的
• 只有参数不同，修饰出来的名字就不同，就支持了重载
• 注意：如果两个函数 名字跟参数 都一样， 仅仅返回值不同，是不构成重载的，编译器无法区分

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六、引用

1.引用的概念

• 引用就是取外号，不是定义一个新变量，而是给已存在的变量取一个新名字
• 编译器不会为此引用开辟新空间，它和引用的变量共用一块内存空间
• 使用方法如下
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• 注意：引用类型必须和引用实体是同一种类型的

2.引用的特性

• 1.引用在定义时必须初始化
• 2.一个变量可以有多个引用
• 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
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3.常引用

• 如果引用的是个常量的话，需要加const
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4.使用场景

• 1.做函数参数，跟指针作用类似，修改此变量可改变此变量值
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• 2.做返回值
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• 在一般的传值返回下，都会产生一个返回值的临时变量再返回
• 用引用的情况下，返回的就是此变量，不会建造一个临时变量，增加了效率
• 但是有几点注意事项：
• 如果函数返回时，出了作用域，返回对象还在，则可以使用引用返回，如果已经释放还给系统，则必须使用传值返回
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5.传引用返回，传值返回效率比较

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6.引用和指针的区别

• 在语法上，引用仅仅是个别名，没有独立空间，和其引用对象共用同一块内存空间
• 但是在底层实现上实际占有空间，因为引用底层是用指针来实现的
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• 区别：
• 1.引用定义变量新别名，指针存储一个变量地址
• 2.引用定义时必须初始化，指针不需要
• 3.引用在引用一个实体后，无法再引用其他实体，指针可以切换指向
• 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，指针则只是指针变量的大小，例如4个字节
• 6.引用自加++，引用对象+1，指针自加++，指针向后偏移一个类型大小
• 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，引用则是编译器自己处理
• 9.引用比指针用起来相对更安全

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七、内联函数

1.内联函数的概念

• 一个函数前面用inline修饰，则叫做内联函数
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• 内联函数跟宏类似，内联函数在编译期间，会被展开，没有了调用函数栈帧的开销，提升了程序运行的效率
• 下面两张区别图， call的意思是跳转
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2.内联函数的特性

• inline内联函数是一种以空间换时间的方法
• 缺陷是 目标文件可能变大 优点是 少了函数调用开销，提高了程序运行效率
• inline对于编译器只是一个建议，一般建议将函数里面代码量少的进行inline,如果调用频繁且递归的还是建议不用inline
• inline不建议声明和定义分离，否则会导致链接失败，因为inline函数被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到

3.相关面试题

• 宏的优缺点？
• 优点 1.增强了代码的复用性 2.提高性能
• 缺点 1.不方便调试宏（预编译替换了）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++有哪些技术可以替代宏？
• 1.常量定义const enum
• 2.短小函数定义 如inline内联函数

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八、auto关键字（C++11）

• 有一些特别长的类型名，如后面要学的STL迭代器，太长写起来耗时且容易写错、
• 如果用typedef给类型起别名的话，不是特别好，有些情况下例如加了const就不行了
• 此时就产生了auto关键字 auto可以理解成一种变量类型，写在变量前面
• 可以自动的推断变量类型
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• typeid是获取变量类型的库函数
• auto使用注意：定义变量时必须初始化，否则无法推导，编译器在编译器会将其auto转变为其变量实际类型
• auto使用注意：auto不能用作形参，不能用来声明数组

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九、范围for（C++11）

1.范围for语法

• 在C++98要想遍历数组得这样
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• 而范围for可以简化遍历操作
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• 这样就可以了

2.范围for使用条件

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十、指针空值(nullptr)（C++11）

• 以前喜欢给野指针赋予NULL
• 但其实NULL其实是个宏
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• 在C++11里面用nullptr替代了NULL
• 为了代码的健壮性，建议使用nullptr