C++的回顾与学习之C++入门基础

1、C++入门

主要介绍C++中新增的一些C语言中没有的内容作为C语言的补充，以便于更加方便地进行编程实现，以及为后期的C++的学习打下基础

1）C++关键字

C++中有98个关键字，而其中32个是C语言中的，我认为对于这些关键字不需要特别地去进行记忆，只需要先做些大概的了解，在后续学习和使用的过程中去逐步地加深理解。

2）命名空间

由于在C语言中时常会出现命名冲突的问题，比如变量名和库冲突、变量名之间的冲突，这会带来很多的不便，于是在C++中就进行了一些优化，使用namespace的关键字，也就是命名空间来设定一个域，实现变量之间的隔离，以此解决冲突问题。几种常见的域：类域、命名空间域、局部域、全局域

//命名空间的定义
namespace A //A为命名空间的名称
{int a;    //命名空间中可以定义变量int add(int x,int y)    //命名空间中也可以定义函数{return x+y;}
}int a=0;    //这是一个全局变量//命名空间可以进行嵌套使用
namespace A
{int a=1;    namespace B{int a=2;}
}

如果有多个相同名称的命名空间会被编译器合并，一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中所有内容都局限于该命名空间中。在使用时，可以通过作用域限定符来进行访问命名空间中的部分成员，也可以使用using来进行展开命名空间中的内容进行使用，还可以通过using namespace来展开整个命名空间域，此时命名空间中的所有成员都可以被使用

namespace A
{int a=1;    
}using A::a;    //使用using来展开命名空间中需要的成员，展开的内容就成为了全局域using namespace A;    //使用using namespace来展开命名空间域，可以访问命名空间内的所有内容int main()
{A::a=10;    //使用作用域限定符来进行使用命名空间中的成员printf("%d",A::a);
}

3）C++中的输入输出

<<为C++中的流插入运算符，可以实现输出

>>为C++中的流提取运算符，可以实现输入

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{int x = 0;int i = 0;int j = 0;cin >> j;    //输入cin >> x>>i;    //可以连续输入，输入值将按照顺序从左向右放在相应的变量中cout << j << endl;    //输出，endl为换行cout << "hello world"  << endl<<x <<" " << i;    //可以连续输出
}

当然由于C++是兼容C语言的，因此在C++中依然可以使用scanf和printf的函数实现输入输出，不过C语言的这两个输入输出函数会对输入输出的内容进行格式限制，即需要使用%d %c等限定类型，而C++中的cout和cin则并没有限制，这也方便了后期自定义类型的使用。

4）缺省参数

缺省参数使用在函数声明或定义时，为函数的参数设定的一个默认值，当调用函数而未传入参数时就会使用缺省参数，当传入了参数时，缺省参数将不会被使用，也就是说缺少参数担任了一个备胎的角色

缺省可以是全缺省也可以是半缺省（即部分变量有缺省值，部分没有，但半缺省必须从右往左依次给出缺省值，不可以间隔给出，也不可以给左不给右）

#include<iostream>
using namespace std;
void Print(int x=1 ,int y=2,int z=3)    //全缺省
{cout << x << " " << y << " "<<z<<" " << endl;
}
void Print1(int x , int y , int z = 10)    //半缺省
{cout << x << " " << y << " " << z << " " << endl;
}/*void Print(int x=1 ,int y,int z)
{cout << x << " " << y << " "<<z<<" " << endl;
}
void Print1(int x , int y=1 , int z)
{cout << x << " " << y << " " << z << " " << endl;
}
这两种缺省方式都是错误的
*/
int main()
{Print();    //全部使用缺省值Print(4);    //为给参数的部分使用缺省值Print1(99,0);    //使用缺省值Print(10,12,16);    //不使用缺省值，使用传入的参数}

注意：缺省参数只能在函数声明时出现，或者函数定义时出现（二者之一均正确），不可以在声明和定义中同时出现

5）函数重载

在C++中的同一作用域中可以声明和定义几个功能类似的同名函数，这些函数的形参列表（参数类型、参数个数、参数顺序）不同，但功能类似且函数名相同，那么就构成函数重载

#include<iosteam>
using namespace std;
//1.参数类型不同
int Add(int left, int right)
{cout << "int Add(int left, int right)" << endl;return left + right;
}double Add(double left, double right)
{cout << "double Add(double left, double right)" <<endl;return left + right;
}//2.参数个数不同
void f()
{cout << "f()" << endl;
}void f(int a)
{cout << "f(int a)" << endl;
}//3.参数类型顺序不同
void f(int a,char b)
{cout << "f(int a, char b)" << endl;
}void f(char b, int a)
{cout << "f(char b, int a)" << endl;
}int main()
{cout << Add(1,2) << endl;cout << Add(1.1, 2.2) << endl;f();f(10);f(10,'a');f('a',10);return 0;
}

如果两个函数名称相同、形参相同但返回值不同，则不构成函数重载

那么为什么重载在C语言中不能实现，而在C++中可以实现呢，这是因为在链接的过程中，C语言是通过函数名来查找函数地址的，因此不允许有同名的函数，而C++查找时并不是单纯通过函数名来查找，而是使用了函数名修饰规则，使用参数来进行修饰，同时返回值并没有被用于修饰规则中

6）引用

C语言中的指针的使用较为复杂且易错，因此C++中采用了一种新的方式，即为引用，引用也就是取别名，引用并没有开辟新的空间来存放变量，而是对已经存在的变量取了一个新的名字，因此引用变量与原变量公用一块内存空间，引用不可以改变指向。

比如：西游记中的猴子，可以叫他悟空，也可以叫他齐天大圣

int main()
{int a = 6;int& b = a;//注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的cout << b << endl;    //打印出b的值和a的值一样b++;cout << a;    //由于a、b使用的是同一块空间，因此++时会同时++}

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 3、引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{//一个变量可以有多个引用int a=0;int& b=0;int& c=b;//引用在定义时必须初始化//int& d;  报错//引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体int x=10;c=x;//x的值赋值给c，c依旧是a/b对象别名
}

引用的使用场景：1、作为参数（基本任何场景都可以用引用传参）2、作为返回值（要谨慎，如果函数调用结束后，引用的变量已经被销毁，那么该引用相当于野指针，不可以引用返回，除非是静态变量等不被销毁的情况下才可以使用）

引用和指针的不同点：

1、引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址

2、引用在定义时必须初始化，指针没有要求

3、引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体

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，但指针始终是地址空间所占字节个数（32位平台下占4个字节）

6、引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

7、有多级指针，但没有多级引用

8、访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

9、引用比指针使用起来相对更安全

7）auto关键字

auto会根据表达式的类型自动推导出类型，当类型很长时使用auto会比较方便

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{int a=0;int b=a;auto c=a;//根据右边的表达式自动推导c的类型auto d=1+1.11;//根据右边的表达式自动推导d的类型cout << typeid(c).name() << endl;cout << typeid(d).name() << endl;//打印变量的类型
}

注意：auto不能作为函数的参数，也不能直接用来声明

auto可以用于for循环，会比较方便，但是for循环的范围一定要是确定的

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//适用于数组//范围for 语法糖（访问数组）//依次取数组中数据赋值给e//自动迭代，自动判断结束for(auto e : arr){cout << e << " ";}cout << endl;//修改数据for(auto& e : arr){e *=2;}for(auto e :arr){cout << e << " ";}cout << endl;
}

8）内联函数

在进行函数调用时会有一些消耗，比如建立函数栈帧这些，C语言中可以通过使用宏函数来解决，但是宏函数比较容易出错，因此C++中采用了内联函数来解决问题，在调用的函数返回值之前加上关键字inline，即成为内联函数，内联函数会在函数调用的地方展开，则没有函数调用了，所以内联函数不需要建立栈帧，不复杂，不容易出错，可读性强，可以调试

#include<iostream>
using namespace std;
//内联函数
inline int Add(int x,int y)
{return (x+y)*10;
}int main()
{for(int i=0;i<10000;i++){cout << Add(i,i+1) << endl;}return 0;
}

但是宏函数和内联函数都只适用于短小的频繁调用的函数，如果用于较长的函数则会导致代码膨胀，因此当在编写代码时使用了inline只会作为一种建议，最终运行时将会由编译器决定是否将函数设为内联函数

注意：inline函数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

9）指针空值nullptr

在C语言中我们通常认为NULL就为空指针，但是NULL其实是一个宏定义，NULL就为0

#include<iostream>
using namespace std;
void f(int)
{cout << "f(int)" << endl;
}void f(int*)
{cout << "f(int*)" << endl;
}int main()
{f(0);f(NULL);
}

因此当我们在运行以上代码时会发现只调用了f(int)函数，由于NULL被当做是0而无法调用f(int*)这一函数，为了解决这一问题，在c++中使用nullptr来表示空指针