初始c++——基础语法的详细讲解

Posted 2021-06-08 sjp11

目录

• 前言
• 1.输入和输出
• 2.命名空间
• • 2.1命名空间的定义
• 3.如何使用std中的函数
• 4.缺省参数
• • 4.1 概念
  • 4.2缺省参数分类
  • • 全缺省参数
    • 半缺省参数
• 5.函数重载
• • 5.1 函数重载概念
  • 5.2 错误示范：
• 6.引用
• • 6.1 引用的概念
  • 6.2 引用特性
  • 6.3 常引用
  • 6.4 使用场景
  • • 做参数
    • 做返回值
  • 6.5传值和传引用效率比较
  • • 值和引用的作为返回值类型的性能比较
  • 6.6引用和指针的区别
• 7. 内联函数
• • 7.1 概念
  • 7.2 内联函数与普通函数的比对
  • 7.3 内联函数特性
• 8 auto
• • 8.1 auto的使用规则
  • 8.2 auto不能使用的场景
• 9. 基于范围的for循环(C++11)
• • 9.1 范围for的语法
  • 9.2 范围for的使用条件
• 10. 指针空值nullptr(C++11)

前言

c++语法兼容c，也就是说再c++的编译器中，既能用c++的语法，也可以用c的语法。本节主要将c++中一些基础的语法，为以后学类与对象等的学习做铺垫。

1.输入和输出

输出：cuut<<+想要输出的数据

输入：cin>>加想要输入的变量，如果前面有cin，直接加>>即可。

2.命名空间

2.1命名空间的定义

在c语言中，命名变量时不能用关键字，或者一个变量中不能定义两次，这样就会构成重定义的错误，为了解决这个不足，c++就增加了一个命名空间的这个东西，将名字进行隔离。

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。

{}里面的东西表示域
在一个工程里面，如果A和B都想定义i，那么我们可以使用命名空间将他们定义的i隔离开来

3.如何使用std中的函数

c++库为了防止命名冲突，就把库里面的东西都定义在一个std的命名空间里,所以要使用c++库中的函数有下列三种方式。

4.缺省参数

4.1 概念

缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该
默认值，否则使用指定的实参。

4.2缺省参数分类

全缺省参数

所有的参数都有一个默认值，当有传参数时，从左到右依次赋值给a,b,c.

半缺省参数

1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
   

——————————————————————————————————————

2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
   

缺省值必须为常量或者全局变量

5.函数重载

自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前
者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！

5.1 函数重载概念

概念：

是函数的一种特殊情况，C++允许再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 或 类型 或 顺序)必须不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

5.2 错误示范：

6.引用

6.1 引用的概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，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。
引用的方式：类型& 引用变量名（对象名）=引用实体；
注意：1.引用变量名相当于引用实体的别名
2.引用类型必须和引用实体是同种类型的

6.2 引用特性

1.引用在定义时必须有初始化

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
   

6.3 常引用

6.4 使用场景

做参数

引用做参数时是不需要开辟新的空间。

做返回值

实际中，如果出了函数作用域，返回对象就不存在了，不能引用返回。
解决方式：
一个函数调用就会在内存空间里面建立一个栈帧，函数调用结束，栈帧就销毁。

如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统。则可以引用返回，如果已经还给系统，则必须传值返回。

6.5传值和传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是
传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是
当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。

值和引用的作为返回值类型的性能比较

结论：
传引用参数或以引用作为函数的返回类型比传值参数或以值作为函数的返回类型的效率要高。

6.6引用和指针的区别

引用在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。

接下来我们转到反汇编看一下底层

可以看出引用的底层也是一个指针变量。

引用和指针的不同点:

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2. 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
3. 没有NULL引用，但有NULL指针
4. 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)
5. 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
6. 有多级指针，但是没有多级引用
7. 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
8. 引用比指针使用起来相对更安全 因为指针有可能指针越界，出现野指针的情况，而引用没有

7. 内联函数

7.1 概念

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，没有函数压栈的开销，
内联函数提升程序运行的效率。
在c语言中，为了避免小函数建立栈帧的开销，c语言提供了宏函数。
宏函数中也有几个缺点：
1.宏函数不能调试。
2.宏函数语法复杂，容易出错。
3.没有类型的安全检查
但c++推荐频繁调用的小函数，定义成inline，会在调用的地方展开，没有栈帧的开销。而且内联函数能恰好解决了宏函数的3个缺点。

7.2 内联函数与普通函数的比对

对比普通函数和内联函数在汇编代码上有什么区别。

查看方式：

1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
   2.由于在debug版本方便调试，所以转至反汇编时的指令与普通函数的指令一样
   所以， 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开
   

7.3 内联函数特性

1. inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜
   使用作为内联函数。
2. inline对于编译器而言只是一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数体内有循环/递归等
   等，编译器优化时会忽略掉内联。
3. inline不建议声明和定义分离，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。因为内联函数没有地址。

8 auto

8.1 auto的使用规则

aulto放在变量a的前面，可以自动推到a的变量类型

1. auto与指针和引用结合起来使用
   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&
   

8.2 auto不能使用的场景

1.auto不能作为形参类型。

2,auto不能用来声明数组。

9. 基于范围的for循环(C++11)

9.1 范围for的语法

9.2 范围for的使用条件

1. for循环迭代的范围必须是确定的
   对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的
   方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

以下代码是错误的，，因为for的范围不确定

10. 指针空值nullptr(C++11)

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：

可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义，在
使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，比如：

所以在c++中常用nullptr表示指针的空值，它不需要包含头文件。