【C++初阶】速过C++语法基础

（一）命名空间 namespace

（1）namespace的价值

一言以蔽之：用于避免命名冲突。

原因：同一域中不能定义同名变量。

（2）namespace的定义

①namespace的形式：

1.写在全局处：namespace+域名+{ 可以定义变量、函数和类型等（定义/声明） }

namespaceyuan{//定义rand变量intrand=10；//定义自定义类型student结构体structstudent{intname;doubleweight;}//定义函数intAdd(intx,inty){returnx+y;}}intmain(){inta=yuan::rand;structyuan::studentp=NULL;printf("%d",Add(1,2));}

不能写在namespace里：所有可执行语句（函数调用、循环分支、表达式、赋值语句……） 一旦写了，编译器直接报错；

2.namespace只能定义在全局处，可以嵌套定义；
3.项目工程中多文件的同名namespace会被认为是同一个namespace，不会冲突（逻辑上的合并）；
4.C++标准库放在一个名为std(standard)的命名空间里。

②namespace的本质

namespace的本质是定义出一个域，这个域和全局域各自独立。由于不同的域里是可以定义同名变量的，所以命名冲突就可以被解决了。

-C++中的域相关

C++中有局部域、全局域、命名空间域和类域。
域影响编译时语法查找一个变量/函数/类型出处(声明/定义)的逻辑。
全局域和局部域除了会影响查找出处逻辑，还会影响变量的生命周期；命名空间域和类域不影响变量的生命周期。
命名空间内的内容属于全局变量，生命周期是全局的，只是加了一层限制罢了。

（3）namespace的使用

访问namespace内的内容 ::

①指定命名空间单个访问

namespaceyuan{//定义rand变量intrand=10；//定义自定义类型student结构体structstudent{intname;doubleweight;}//定义函数intAdd(intx,inty){returnx+y;}}intmain(){//指定命名空间单个访问intr=yuan::rand;//命名空间yuan + 通配符:: + 命名空间内的变量randsturct yuan::student p=NULL;//命名空间中的结构体访问，命名空间yuan和通配符::写在struct和标签名之间printf("%d",Add(1,2));}

PS：

a.如果只使用通配符::，默认访问全局同名变量。（命名空间之外）

b.在嵌套定义中，想访问最里层命名空间的某个内容，就需要逐层使用: :;

#include<stdio.h>namespaceyuan{inta=0;namespaceserverus{intb=10;}}inta=20;intmain(){inta=10;intb=30;printf("%d\n",yuan::serverus::b);}

②using将命名空间内的某个成员展开

#include<stdio.h>namespaceyuan{inta=0;namespaceserverus{intb=10;}}usingyuan::serverus::b;//将yuan命名空间中的serverus命名空间中的b成员展开inta=20;intmain(){inta=10;//int b = 30;//printf("%d\n", yuan::serverus::b);printf("%d",b);//这样就可以直接访问到yuan命名空间中的serverus命名空间中的b了}

③展开命名空间内的所有成员（日常练习可以使用，但实际的项目开发不建议用）

#include<stdio.h>namespaceyuan{inta=0;namespaceserverus{intb=10;}}usingnamespaceyuan;//展开yuan命名空间usingnamespaceyuan::serverus;//展开yuan中的serverus命名空间//格式：using namespace + 命名空间名intmain(){//int a = 10;//int b = 30;printf("%d\n",a);printf("%d\n",b);}

-头文件和命名空间的展开各自代表什么含义？

①头文件展开：#include 是直接把整个头文件的全部文本，原封不动复制粘贴到当前.c文件里，不管是声明、宏、结构体、注释，全部照搬，不会自动筛选只复制函数声明，更不会复制函数声明对应的函数实现。
（由于初学C++，有些地方习惯先从C的角度理解）

②命名空间的展开8：可以理解成打通了一条通向命名空间内部的道路，让编译器找东西时，可以进入命名空间的房间里搜查。

（二）输入输出

【由于作者初学C++，故而只摆概念，不解释。】

< 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（我目前理解它就是一个C++输入输出函数需要包含的头文件，放在std命名空间里）。
std::cin：是istream类的对象，它主要⾯向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输⼊流。
std::cout：是ostream类的对象，它主要⾯向窄字符的标准输出流。
std::endl：是⼀个函数，流插⼊输出时，相当于插⼊⼀个换⾏字符加刷新缓冲区(换行作用，类似于C语言中的\n转义字符）。

（1）输出

① <<是流插⼊运算符，>>是流提取运算符。
（C语⾔还⽤这两个运算符做位运算左移/右移）

②使⽤C++输⼊输出更⽅便，不需要像printf/scanf输⼊输出时那样，需要⼿动指定格式，C++的输⼊输出可以⾃动识别变量类型(本质是通过函数重载实现的，这个以后会讲到)，其实最重要的是C++的流能更好的⽀持⾃定义类型对象的输⼊输出。

（2）输入

注意：输入用>> , 输出用<< ,不要用反了！

代码

//输入输出#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inta=10;doubleb=2.5;charc='x';cout<<a<<' '<<b<<' '<<c<<endl;cout<<a<<' '<<b<<' '<<c<<"\n";cout<<a<<' '<<b<<' '<<c<<'\n';cin>>a>>b>>c;cout<<a<<' '<<b<<' '<<c;return0;}

（三）缺省参数

补充解释一下最后一点：如果只有函数定义，在函数定义上写缺省值是合法的，但是如果同时有函数定义和函数声明，那么就规定只能在声明处给缺省值。

文字描述说了也是一知半解，看看具体代码实现：

（1）全缺省

全缺省：调用函数不传任何实参，形参的值全部采用缺省值。

//全缺省#include<iostream>usingnamespacestd;//函数声明intAdd(intx=5,inty=10);intmain(){//函数调用intret=Add();cout<<ret<<endl;return0;}//函数定义intAdd(intx,inty){returnx+y;}

在这里也能看到，想给缺省值，是放到函数声明里的。

（2）半缺省

半缺省：只能从右往左给缺省值，函数调用是实参只能从左往右给。
（理解实参拷贝的顺序，就能明白为啥函数声明里的缺省值是从右往左的了，两者要互补。）

#include<iostream>usingnamespacestd;//半缺省//函数声明//只能从右往左给缺省值intAdd(intx,inty=20);intmain(){intret=Add(2);cout<<ret<<endl;return0;}//函数定义intAdd(intx,inty){returnx+y;}

（四）函数重载

C++⽀持在同⼀作⽤域中出现同名函数，但是要求这些同名函数的形参不同，可以是参数个数、类型或者顺序不同，对返回值类型和函数体无要求。这样C++函数调⽤就表现出了多态⾏为，使⽤更灵活。C语⾔是不⽀持同⼀作⽤域中出现同名函数的。

好处：C++中有了函数重载，就不需要写一堆逻辑一样但形参不同的函数了。

代码：

返回值无所谓 函数名必须相同 （形参个数、类型或者顺序必须不同）

//函数定义doubleAdd(intx,doubley){returnx+y;}//形参类型不同intAdd(intx,inty){returnx+y;}//形参个数不同intAdd(intx,doubley,intz){returnx+y+z;}//形参顺序不同doubleAdd(doubley,intx)//double Add(double x, int y) 同样可以{returnx+y;}

注意：

①下面三个函数定义不构成重载，它们是完全一样的。

当函数交换顺序的形参是同一类型或者只是改变了形参的名字，这两种情况下，不会构成重载，编译会报错。

intAdd(intx,inty){returnx+y;}intAdd(inty,intx){returnx+y;}intAdd(inta,intb){returna+b;}

②放在不同域内的同名函数不是函数重载。

#include<iostream>usingnamespacestd;//形参类型不同intAdd(intx,inty){returnx+y;}namespaceyuan{intAdd(intx,inty){returnx+y;}intAdd(intx,doubley){returnx+y;}}intmain(){return0;}

一个是全局域一个是命名空间域，当然不会构成重载，这种编译不报错。

-偶然发现的编译、链接报错小知识

在VS中，编译报错是以C开头的，而链接报错是以LNK开头的。

（五）引用

（1）定义

（2）写法

类型&引用别名=引用对象；

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inta=9;//b是a变量的别名，b不开空间，b代表a也就是9int&b=a;//c又是b的别名，其实也就是a的别名，依旧不开空间，c也代表a也就是9//可以给别名取别名int&c=b;cout<<a<<endl;cout<<b<<endl;cout<<&a<<endl;cout<<&b<<endl;return0;}

（3）特性

• 引用在定义时必须初始化；
• 一个变量可以有多个引用；
• 别名发生改变了，就是变量发生改变了；
• 引用一旦引用了一个实体，就不能再引用其他实体。

有没有觉得最后两点莫名矛盾？

—— 既然都不能引用别的实体，有何谈改变呢？

但其实不矛盾。
不能改变一个已经引用了实体的引用去引用其他实体，但是可以改变引用自身的值。简单说就是如果a=10，b是a的引用，那么b可以改变值为20、30，但是b不能成为c的引用。

例题分析

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inta=10;int&b=a;intc=20;b=c;//这是让b引用c，还是将c的值赋给b？cout<<b<<endl;cout<<&a<<" "<<&b<<endl;cout<<&c<<" "<<&b<<endl;return0;}

将c的值赋给b，b=20，由于b是a的别名，和它共用同一块存储空间，a的值也会变成20。打印a、b地址时，自然也是一样的地址。

（4）使用

（5）const引用（常引用）

使用指针和引用是间接访问变量，相当于开辟出一条额外的通道，而这条通道的权限是有限制的，它可以缩小但是不能放大，即通过指针、引用访问对象的权限可以不变、缩小，但是不能放大。

#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){//情况一：讲明权限放大的报错情况constinta=10;// a不能被修改int&b=a;//会报错，此时b是a的别名，如果通过b是可以改变a的值的//这说明对象的访问权限放大了constint&rb=a;//不会报错//使用常引用，rb也不能修改，则a访问权限并未发生变化//情况二: 讲明权限缩小的合法情况intc=20;//c变量可以修改constint&rc=c;//不会报错，rc引用不能修改值，也就是不能修改c的值，权限缩小了，但是是合法的//注意: 引用的访问权限不会改变原变量的访问权限rc++;//报错c++;//不报错//情况三：讲明C++中规定临时对象具有常性，不能被修改//临时对象：数值字面量、返回值、表达式的值、类型转换后的值（无论显隐）//数值字面量：int&d=10;//会报错//10是一个临时对象，具有常性，不可修改；生命周期在本语句结束后结束//使用普通引用，一会放大访问权限，二是在本条语句结束后临时对象的空间被销毁了，可它的别名却还存在，会造成“悬空引用”（野引用）//普通引用无法延长临时对象的生命周期，但是常引用可以延长临时对象的生命周期，那常引用什么时候销毁，临时对象就什么时候销毁constint&rd=10;//表达式的值：inte=10;intf=20;int&g=e+f;//会报错，表达式的值会放在一个临时对象里，临时对象具有常性，应该用常引用constint&rg=e+f;//类型转换后的值：inth=10;double&i=h;//会报错，i引用的不是h，而是类型转换后放在临时对象里的值//而临时对象不能修改，它的引用要是常引用constdouble&ri=h;return0;}

注意：

①讲明C++中规定临时对象具有常性，不能被修改。
（临时对象：常量数字、返回值、表达式的值、类型转换后的值）
②普通引用无法延长临时对象的生命周期，但是常引用可以延长临时对象的生命周期，那常引用什么时候销毁，临时对象就什么时候销毁。

const引用的价值不止以上几条，在一些需要用引用接收参数的形参上，也可以使用const，这样就可以接收更多类型的值（常量数字、表达式的值、类型转换后的值、函数返回值…），如果是普通引用就不能接收这些放在临时变量里具有常性的值了（因为这是权限放大，不合法）。

指针和引用的区别

（六）inline 和 nullptr

（1）inline

也就是说针对一些频繁调用的短小函数，可以使用内联，编译器也会听你的，但是如果是一些复杂的函数，即使加上内联，编译器也可能不会听你的。

内联函数的写法

直接在普通函数的返回值前加一个inline就好。

inlineintADD(inta,intb){returna+b;}

（2）nullptr（C++11后才添加）

NULL实际是⼀个宏，在传统的C头⽂件(stddef.h)中，可以看到如下代码：

#ifndefNULL#ifdef__cplusplus#defineNULL0#else#defineNULL((void*)0)#endif#endif

可以看到，在C++中，NULL宏定义为0，那么在如下的函数调用时，就会存在问题：

#include<iostream>usingnamespacestd;voidf(intx){cout<<"f(int x)"<<endl;}voidf(int*ptr){cout<<"f(int* ptr)"<<endl;}intmain(){f(0);//调用f(int x)函数f(NULL);// 本想通过f(NULL)调⽤指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调⽤了f(int x)，因此与程序的初衷相悖。f((int*)NULL);//成功调用f(int*)函数f((void*)NULL);// 编译报错// void*既不适合int参数，又不适合int*参数——注f(nullptr);//成功调用f(int*)函数return0;}

C++11中引⼊nullptr，nullptr是⼀个特殊的关键字，nullptr是⼀种特殊类型的字⾯量，它可以转换成任意其他类型的指针类型。使⽤nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为nullptr只能被隐式地转换为指针类型，⽽不能被转换为整数类型。

注：void*和任意类型的指针之间的转换

在C语言中，void类型的指针和任意类型的指针之间的转换都支持隐式转换，不写强转，编译器也不会报错，但是在C++中，void类型的指针和任意类型的指针之间的转换不支持隐式转换，编译时会报错。除非显示强制类型转换。

初学C++，如有错误，欢迎指出！

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