C++入门基础知识

C++关键字（C++98）

C++总计63个关键字，C语言32个关键字，用到了再详细学习。

命名空间

为什么要引入命名空间？用来解决名字冲突，使得代码模块化、可读性更高

什么是命名空间？

命名空间就是给代码加的「专属文件夹」，用来避免名字冲突，同时区分不同模块 / 库的代码，是 C++ 组织代码的核心机制。

命名空间的作用是什么？

解决名字冲突，代码模块化、可读性更高；

命名空间的定义？

定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员。

// bit是命名空间的名字，一般开发中是用项目名字做命名空间名。namespace bit{// 命名空间中可以定义变量/函数/类型intrand=10;intAdd(intleft,intright){returnleft+right;}structNode{structNode*next;intval;};}//2. 命名空间可以嵌套//test.cppnamespaceN1{inta;intb;intAdd(intleft,intright){returnleft+right;}namespaceN2{intc;intd;intSub(intleft,intright){returnleft-right;}}}//3. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。// ps：一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个// test.hnamespaceN1{intMul(intleft,intright){returnleft*right;}}注意：一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

命名空间怎么使用？

核心符号：:: 是作用域解析符，用来指定命名空间成员；

三种使用方法：1.直接使用::号，如：命名空间名::变量名（在命名空间中存在的）2.在使用前使用：using 命名空间名::变量名，将变量解析出来就可以直接使用了3.将命名空间中的内容全部解析：using namespace 命名空间名；

注意：大型项目不要直接用 using namespace，避免冲突；优先用 命名空间::解析空间中的成员

#include<iostream>using namespace std;//c++库中所以东西都是放在std命名空间中的intmain(){cout<<" hello world "<<endl;return0;}法二： #include<iostream>//using namespace std;//c++库中所以东西都是放在std命名空间中的intmain(){std::cout<<" hello world "<<std::endl;return0;}//<<是流插入运算符，>>是流提取运算符

缺省参数

什么是缺省参数？

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。所以简称备胎参数。如下图运行结果：

缺省参数的分类？

全缺省参数：

注意：传参调用时必须从左往右依次传参调用，如下图中的操作会报错。

半缺省参数：

注意：缺省参数必须从左往右依次连续缺省，否则会报如下错误。

函数重载

什么是函数重载？

函数重载是在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，且函数参数不同，其中参数不同又包含：参数的类型不同，参数个数不同和参数类型的顺序不同【如void Func1(int i, char ch); 和void Func(char ch, int i ); 构成函数重载】。对有没有返回值没有影响，所以只有返回值不同时，不能构成函数重载。

c++是如何支持函数重载的？为什么c语言不支持函数重载？

C++ 支持函数重载而 C 语言不支持，核心原因在于编译链接阶段的符号处理机制存在本质区别:

程序从源码到可执行文件需要经过4个阶段：list.h list.c test.c

编译时，C 编译器在符号表生成的函数名就是原来的函数名，同一函数链接时会发生冲突。所以c语言中无法支持重载.

为支持重载，C++ 编译器在编译时执行函数名修饰规则：将函数名、参数类型、个数、顺序等信息编码为唯一的内部符号名。如 Linux g++ 下，void add(int)会被修饰为_Z3addi，void add(double)会被修饰为_Z3addd，修饰后的符号名完全不同，链接器可精准区分。【同时：不同编译器规则不同：Linux g++ 采用_Z+函数长度+函数名+类型首字母】

引用

什么是引用？

引用是给已经存在的变量取一个别名，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。

引用的定义

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

inta=1;int&ra=a;//ra是a的引用，引用就是给已经存在的变量取一个别名，此时a再取一个名称raint&b=a;int&c=b;

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型

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，如果引用了，其地址不变，若引用的变量有数值，其原来的值会发生改变。

地址变量，值变为了2。

常引用

一：constinta=10;//int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量，就是说a是只读的；b的类型是int，是可读可写的，所以不行。constint&ra=a;// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量constint&b=10;二：intc=1;int&d=c;constint&e=c;//ok的，c是可读可写的，e只可读总结：引用取别名时，变量访问的权限可以缩小，不能放大//指针：constint*cp1=&a;//int* p1 = cp1;//不能，属于权限的放大int*p2=&c;constint*cp2=p2;//可以，属于权限的缩小三：inti=1;doubledi=i;//隐式类型转换//double& ri = i;//不可行//floatt& rf =i;//不可行，但是加const就可以，如下图

注意：在变量之间，没有权限缩小和放大的关系，只有引用和指针才有。在实际静态/动态库中只会提供少量函数给程序用，这些函数+extern “C”,但其实一般提供tcmalloc和tcfree给外面用

引用有哪些使用场景呢？

1.做参数

作用：做输出型参数；提高运行效率

voidSwap_c(int*p1,int*p2){inttmp=*p1;*p1=*p2;*p2=tmp;}//c++中使用引用做参数voidSwap_cpp(int&r1,int&r2){//r1对应a的别名，r2对应b的别名inttmp=r1;r1=r2;r2=tmp;}intmain(){inta=1,b=2;Swap_c(&a,&b);Swap_cpp(a,b);return0;}

2.做返回值

作用：少创建一个临时对象，提高程序效率

//传值返回：把函数里的变量拷贝一份给调用者，这份拷贝就是临时变量，用完就销毁。intCount1(){staticintn=0;n++;returnn;//会产生一个临时变量，具有常性，会多产生空间}//传引用返回：把变量n的别名给调用者，不用拷贝，没有临时变量，不会产生空间int&Count2(){staticintn=0;n++;returnn;//直接返回n}intmain(){//int& r1 = Count1();//编译不通过constint&r1=Count1();int&r2=Count2();return0;}

没有static时

int&Add(inta,intb){intc=a+b;returnc;}intmain(){constint&ret=Add(1,2);Add(3,4);cout<<"Add(1, 2) = "<<ret<<endl;return0;}//结果如下：运行结果有误原因是：c是一个局部变量，出了Add函数，c就不在栈帧里了，解决办法就是在c前加static修饰

解决问题之后：

static修饰的变量在函数调用时值执行一次，所以运行结果为3不变。

总结：一个函数要使用引用返回时，返回变量出了函数的作用域还存在，就可以使用引用返回，否则，不可以使用。

内联函数

为什么引入内联函数？

当我们频繁调用一个函数时，需要创建栈帧，是有消耗的，因此，为解决这个问题：1，c语言中使用宏函数，但是其可读性比较差，2，c++使用内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，目的是以空间换时间，但是函数没有地址。

什么是内联函数？

以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调

用建立栈帧的开销，提升程序运行的效率。

//内联函数inlinevoidSwap(int&x1,int&x2){inttmp=x1;x1=x2;x2=tmp;}intmain(){inta=1,b=2;Swap(a,b);return0;}

如下图：在反汇编中，已经在调用函数的地方将函数展开

使用内联函数不展开情况：

//内联函数inlinevoidSwap(int&x1,int&x2){inttmp=x1;x1=x2;x2=tmp;//当内联函数中代码较多时，就不展开了tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;tmp=x1;x1=x2;x2=tmp;}intmain(){inta=1,b=2;Swap(a,b);return0;}

总结：一般内联适用于小函数，其次递归或者比较长的都不适合内联

内联函数的特性：

1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会

用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运

行效率。

2. 一般内联适用于小函数，其次递归或者比较长的都不适合内联

3. inline不能声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。

auto关键字(C++11)

auto的作用：推导出变量的数据类型，由编译器在编译时期推导而得。

注意：使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。

注意：

1.用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&。

2.当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。

3.auto不能做参数，数组也不能用auto

范围for（c++11）

特点：写起来比较简洁

使用案例：

//范围forintmain(){intarr[]={1,1,1,1,1,1};//要求将数据中的每一个值乘2，再打印一遍//c++11for(auto e:arr){//第二空只能是数组名，不能是数组指针e*=2;//并不改变数组中的值}for(auto e:arr){cout<<e<<" ";}cout<<endl;//改变数组中的值，使用引用for(auto&e:arr){e*=2;}for(auto e:arr){cout<<e<<" ";}cout<<endl;}

指针空值nullptr(C++11)

使用案例：

//指针空值nullptr(C++11)voidfun(intn){cout<<"整形"<<endl;}voidfun(int*p){cout<<"整形指针"<<endl;}intmain(){//cint*p1=NULL;//c++int*p2=nullptr;fun(0);fun(NULL);//预处理后fun(0)fun(nullptr);}