C++入门

Posted 2021-10-26 雨轩（小宇）

C++入门

• 命名空间
• • 命名空间的定义
  • 命名空间的使用
• 缺省参数
• 重载
• • 名字修饰
  • extern “C”
• 引用
• • 引用的特性
  • 常引用
  • 引用做返回值
  • 引用和指针的区别
• 内联函数

命名空间

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，有可能重名导致冲突。
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，利用关键字namespace可以解决重名问题。

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。{ }可以包含变量名，函数名，类名。

//1. 普通的命名空间
namespace N1 // N1为命名空间的名称
{
// 命名空间中的内容，既可以定义变量，也可以定义函数
	int a;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
// 2、命名空间可以嵌套
namespace m1
{
	int a = 10;
	int b = 10;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	namespace m2
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}
//3、同一个工程中允许存在多个相同名字的命名空间，编译器最终会合成一个命名空间
// 注意：命名空间内部，不要有变量名或者函数名冲突
// 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
namespace m1  //这里跟第二个命名空间名字相同
{
	int e = 5;
	int f = 5;
}

命名空间的使用

注意：建议把常用的成员用第二种方式展开，不常用的用第一种方式， 防止命名空间全部暴露在外。

int main()
{
	//命名空间的使用
	// 1、加命名空间名称及作用域限定符
	printf("%d\\n", m1::e);

	// 2、用using将命名空间中的成员引入
	using m1::e;
	printf("%d\\n", e);

	// 3、将整个命名空间引入
	using namespace m1;
	printf("%d\\n", e);
	return 0;
}

缺省参数

概念：缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数（形参）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。

// 缺省参数相当于给形参赋一个默认值（初始值）
// 在调用该函数时，如果没有传实参，则会使用该默认值
//1、缺省参数展示
void TestFunc01(int a = 10)
{
	cout << a << endl;
}
//2、全缺省参数
// 从右往左每个形参都有一个默认值
void TestFunc02(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}
//3、半缺省参数
// 从右往左只有一半形参有默认值
void TestFunc03(int a, int b = 10, int c = 20)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

注意：

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
   //a.h
   void TestFunc(int a = 10);
   // a.c
   void TestFunc(int a = 20)
   { }
   注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值
3. 缺省值必须是常量或者全局变量
4. C语言不支持（编译器不支持）

重载

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 或 类型 或 顺序)必须不同，常用来处理实现功能似数据类型不同的问题。

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
	return left + right;
}
long Add(long left, long right)
{
	return left + right;
}
int main()
{
	int sum1 = Add(1, 2);
	double sum2 = Add(1.0, 2.0);
	long sum3 = Add(10L, 20L);
	cout << sum1 << endl;
	cout << sum2 << endl; //会自动取整，无小数点（c++输入输出自己看，比较简单）
	cout << sum3 << endl;
	return 0;
}

• 函数名相同，参数相同，返回值不同属于重载嘛？

short Add(short left, short right)
{
	return left+right;
}
int Add(short left, short right)
{
	return left+right;
}

答案：不属于重载

• 为什么不属于？

先来看看为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载。

名字修饰

• 采用C语言编译器编译后结果
  

结论：在linux下，采用gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变

• 采用C++编译器编译后结果
  

结论：在linux下，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中

通过上面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+参数类型首字母】。

到这里我们就知道了为什么返回值不同不属于重载，函数名相同，参数相同，返回值不同，虽然在编译方面可以通过，但是在语法调用方面带有严重的歧义

这两个函数func到底调用哪一个？我们是不知道的，所以返回值不同不属于重载。

extern “C”

有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译，在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译。比如：tcmalloc是google用C++实现的一个项目，他提供tcmallc()和tcfree两个接口来使用，但如果是C项目就没办法使用，那么就使用extern “C”来解决。

extern "C" int Add(int left, int right);
int main()
{
	Add(1,2);
	return 0;
}

引用

基本思想：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。

比如：唐三，胖子叫他三哥，大师叫他小三

• 基本类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

int main()
{
	int a = 10;
	int& b = a; //对a取别名
	return 0;
}

注意：引用的基本类型和引用实体是同种类型的；

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

void Test()
{
	int a = 10;
	// int& ra; // 该条语句编译时会出错，未初始化
	int& b = a; // 多个引用
	int& c = a;
	printf("%p %p %p\\n", &a, &ra, &rra);
}

形参变量的改变，要影响实参，用引用或者指针解决

void Swap01(int* p1, int* p2)//指针解决
{
	int temp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = temp;
}
void Swap02(int& p1, int& p2)//引用解决
{
	int temp = p1;
	p1 = p2;
	p2 = temp;
}
int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	Swap01(&a, &b);
	cout << a << " " << b << endl;

	Swap02(a, b);
	cout << a << " " << b << endl;
	return 0;
}

常引用

加 const 的引用，使其具有常性

1. 传引用是为了减少传值传参时的拷贝
2. 可以包含形参不会被改变
void fun(const int& p1)
{
	cout << p1 << endl;
}
int main()
{
	int a = 10;
	fun(a);
	// 不变或者缩小权限是可以的，放大权限是不可以的
	double d1 = a; //类型转换间会产生一个临时变量
	const double& d2 = a; // 而临时变量是具有常性的 需要加const进行修饰
	//加了const只能读不能写
	cout << d1 << endl;
	cout << d2 << endl;
	return 0;
}

总结：函数传参如果想减少拷贝，用引用传参，如果还想不改变这个参数，最好用 const 引用传参。

引用做返回值

先来说说引用做返回值的错误

全局变量或者static可以用引用返回

int d = 0;
int& fun(int a, int b)
{
	/*static int c = a + b;*/
	d = a + b;
	return d;
}
int main()
{
	int sum = fun(3, 4);
	fun(4, 5);
	cout << sum << endl;
	return 0;
}

注意：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，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回

引用和指针的区别

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2. 引用只能引用一个实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
3. 指针可以为NULL
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
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. 引用更安全

内联函数

基本思想：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

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。

// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);
// F.cpp
#include "F.h"
void f(int i)
{
	cout << i << endl;
}
// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{
	f(10);
	return 0;
}
// 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用

• 没有写的部分，需要读者自己去看哦
• 关键字、输入输出、auto关键字、基于范围的for循环、指针控制nullptr(C++11)

制作不易，记得三连