C++学习：1基础语法

Posted 2021-10-28 想文艺一点的程序员

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++学习：1基础语法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

C++ 发展史

C++ 03 只是修改了一些BUG
C++ 11 ：major
C++ 17 ：major

一、基础语法 A

1、cin、cout

cin、cout 当中的 c 是 console 控制台的意思。
endl：end line 结束一行，就是换行的意思。
cout：向控制态输出东西，箭头要指向cout。
cin：想要从键盘当中读取东西，箭头要指向变量。

注意：只要main函数 return，只要 main 结束，控制台就会结束，所以需要 getchar() 来进行阻塞。

2、函数重载（Overload）

规则：

函数名字相同
参数个数不同、或者参数类型不同、或者顺序不同。（与参数名字无关、与函数返回值无关）

注意：

C语言不支持函数重载的，但是很多语言都支持，比如说java
函数返回值不同，不能构成重载。
调用函数时，实参的隐式类型转换可能会产生二义性。

本质：

采用了 name mangling 或者叫做 name decoration 技术
C++ 编译器默认会对符号名（比如函数名）进行改编、修饰。
虽然表面上看起来都是一个函数名，但是编译器会将其修改，将参数信息融合进去。所以支持了函数重载

使用vs调试分析反汇编

可以看出他们调用的并不是一个函数，（因为call 的地址都不一样）
但是还是无法窥探它的函数名

使用 IDA 来分析反汇编：（来查看它的本质函数名）

第一步：安装好 IDA 软件之后，直接将生成的可执行文件 exe 拖进去

关闭的时候

Debug模式: 很多调试信息，生成的可执行文件比较臃肿
Release模式:去除调试信息，生成的可执行文件比较精简、高效

但是在release 模式下，编译器会帮我们优化代码。（这样我们就又看不到 func 的函数原名了）

解决办法：让 release 不进行优化，不进行函数本体替换。

禁用之后，我们可以发现，它不进行替换了

继续使用 IDA 工具来进行查看。

3、默认参数

C++允许函数设置默认参数，在调用时可以根据情况省略实参。

默认参数的赋值顺序，只允许是从右到左。

如果函数同时有声明、实现，默认参数只能放在函数声明中

默认参数的值可以是常量、全局符号（全局变量、函数名）

应用举例：有一个参数经常固定不变。

问题：**函数重载 **和 默认参数一起使用，可能会产生冲突、二义性（建议优先选择使用默认参数）

默认参数的本质：

没有使用默认参数：

传递参数使用 push 指令， push 4， push 2

如果有默认参数：

仍然还是 push 两次，所以本质上来说，还是传递了两次参数。

4、extern “C”

被extern "C"修饰的代码，会按照C语言的方式去编译
一般用在 C、C++ 的混合开发

第一个作用：被extern "C"修饰的代码，会按照C语言的方式去编译

问题：如果函数同时有声明和实现出现，extern ”C“ 应该加到哪里呢？

答：我们应该将 extern ”C“ 放在函数的声明前面。

C 和 C++混合开发

在使用 C++ 进行开发的时候，可能需要调用别人开发的第三方库，但是这个库是使用C语言来开发的。
逻辑上这样调用没错，但是编译器报错了。

分析：为什么会无法解析外部命令呢？

我们在 C++ 里面调用了 sum 函数，那么编译器一定会认为这个 sum 函数是 C++ 编译的。
但是这个函数确实是使用 C 语言来写的，也是用 C 语言的方式来进行编译的。

解决：在 C++ 里面 告诉编译器 sum 函数是使用C语言编译，让他调用的时候也使用 C++ 的方式去调用。

可以将我们的 extern ”C“ ，放到 C 语言API 对应的头文件当中，然后在 C++ 的文件当中添加这个头文件即可。

在C语言库的开发者角度：就应该考虑到，我们的库可能被 C 语言开发使用，也有可能被 C++ 开发来使用。

C 语言开发，C语言是不认识 extern ”C“ 的，所以会报错。
所以，如果添加了 extern ”C“ ，C 语言不认识，会报错。（不能使用C语言开发）
如果没有添加了 extern ”C“ ，C ++会以C++的方式去解析，会报错。（不能使用C++开发）
解决办法：使用条件编译。

二、基础语法 B

5、内联函数（inline function）

定义：使用inline修饰函数的声明或者实现，可以使其变成内联函数 。建议**函数声明 **和 函数实现都增加inline修饰

特点：

编译器会将函数调用直接展开为函数体代码
可以减少函数调用的开销 （调用函数会开辟新的栈空间，会有跳转指令，又开销）
会增大代码体积

注意：

尽量不要内联超过10行代码的函数
有些函数即使声明为inline，也不一定会被编译器内联，比如递归函数
inline 关键字仅仅只是建议编译器进行内联，但是编译器做不做不一定。

为什么要发明内联函数？

因为每次调用函数，都会开辟栈空间，还有跳转指令。
如果这个函数只调用一次，那么这点效率可以忽略。
但是如果这个函数被调用上百次呢？累计起来节省的时间就很重要了。

什么时候使用内联函数？

代码体积比较小的
频繁调用的函数。

窥探内敛函数的本质：

注意：

在 Debug 模式下面，编译器默认是不会内联的。
将其修改为 relese、并且禁止优化。

禁止优化之后，我们可以看出内联函数并没有函数调用。

内联函数与宏

宏定义的本质也是进行替换，所以内联函数和宏定义都可以提高程序的效率。

内联函数比宏定义的好处：内联函数多了语法检测 和 函数特性

内联函数起码函数本身会进行语法检验。

一种应用情况

表达式

表达式可以被赋值。
表达式也是有返回值的

6、 const

const是常量的意思，被其修饰的变量不可修改 。
如果修饰的是类、结构体（的指针），其成员也不可以更改 。
const 修饰的变量，必须在赋值的时候就被赋值。

使用 const 来修饰指针的时候，有两个情况：

指针本身不能修改
指针指向的变量不能修改
const 修饰的是其右边的内容

const 右边的两种情况：

*p1 ：代表 p1 已经被解引用，所以指 p1 指向的变量。
p2 ：代表 p2 本身。

7、引用（Reference）

在C语言中，使用指针（Pointer）可以间接获取、修改某个变量的值。
在C++中，使用引用（Reference）可以起到跟指针类似的功能 。（功能并不是完全一样）

注意：

引用相当于是变量的别名
对引用做计算，就是对引用所指向的变量做计算
在定义的时候就必须初始化，一旦指向了某个变量，就不可以再改变，“从一而终”

（这点和const修饰的变量类似，因为以后不能修改，所以在初始化的时候就应该给赋值）
功能和 int * const p = &a；类似。（指针本身不可以改变，但是指向的变量可以改变）

可以利用引用初始化另一个引用，相当于某个变量的多个别名

引用类型，必须和赋值的变量的类型相同。

引用的价值：比指针更加安全

引用是很安全的，因为一开始就得指向一个变量，而且以后不能修改指向。
指针就不一定了，可以发生改变，万一指向一个不能修改的区域，那么就可能发生不可预料的错误。

引用的价值：函数返回值可以被赋值（值传递，地址传递）

可以发现引用比指针使用起来更加简单

问题：引用不是 “从一而终” 吗？下列情况怎么解释？

每次调用一次函数，函数会被重新分配空间，形参都会重新定义。

引用的本质

引用的本质就是指针，只是编译器削弱了它的功能，所以引用就是弱化了的指针。
引用被初始化之后，就 “从一而终”，而指针可以一直改变。
并且一个 引用的大小和指针的大小相同。
x86 架构是 32 位系统，一个指针为 4 个字节。x64 架构是 64 位系统，一个指针为 8 个字节

借助结构体来查看引用大小（可以证明它的大小和指针一样大）

直接通过汇编代码来查看引用的本质：

然后进行比较：可以看出引用的汇编指令和指针的汇编指令是一样的。

8、常引用

（1）各种数据结构的引用（引用的补充）

（2）常引用的应用场景：输入型参数，只想让他使用这个值，不想让他让他更改值。

比如：我们传入一个 Person 参数，我们只想让 test 函数打印这个人的信息，而不想让他来修改这个人的信息。

（3）常引用的特性：其他引用没有

可以指向 常量、临时数据、表达式、函数返回值

可以指向不同类型的数据：（语法糖）

指向不同类型的数据的时候会产生临时变量：从而引用就会指向这个临时变量

作形参的时候，可以接收非const的形参和 const 的形参

可以构成函数重载

三、汇编语言

汇编语言的分类：（汇编语言和 CPU 的架构直接挂钩的）

8086汇编（16bit）
x86汇编（32bit）
x64汇编（64bit）：根据编译器的不同有两种书写格式：Intel 和 AT&T
ARM汇编（嵌入式、移动设备）

注意：

汇编语言不区分大小写
在 windows 的编译器一般是 Intel 格式，在Mac 和 Linux 平台的编译器一般是 AT&T 格式。

1、学习汇编指令的 2 大知识点：

寄存器（CPU 当中有三大部分：寄存器、运算器、控制器）
汇编指令

AX、BX、CX、DX 这四个通用寄存器的发展：

8086：16位cpu，叫做 AX、BX、CX、DX
x86 ： 32位cpu，叫做 EAX、EBX、ECX、EDX
x64 ： 64位菜谱，叫做 RAX、RBX、RCX、RDX

注意：x64的汇编是兼容 x86 的汇编。

RAX 的低4个字节是 EAX。
EAX 的低2个字节是 AX。
AX 的低1个字节是 AL ，高一个字节是 AH。

寄存器既然是做信息存储的，那么一个寄存器的空间到底是多大呢？（和 CPU 架构有关）

R开头的寄存器是64bit的，占8字节 。（64位系统）
E开头的寄存器是32bit的，占4字节 。（32位系统）

2、内联汇编

什么是内联汇编？ 在 C++ 当中嵌入汇编代码。

可以看出 AL 就是 EAX 的低一个字节。

3、汇编指令

基础铺垫：

[ 地址值 ] ：中括号[ ] 里面放的都是内存地址
word是2字节， dword是4字节（double word）， qword是8字节（quad word）
很多指令都是以逗号进行分割，所以我们先找逗号。

mov 指令

用一个字节来存放3

char a= 3；
mov [a] , 3
mov  [ffff0001h] , 3  # 将 3 放到   ffff0001h 内存处

用两个字节大小来存放 3，使用 ptr 来指定单位大小（ptr 左侧就是存放大小）

int a= 3；
mov dword ptr [a] , 3
mov dword ptr [ffff0001h] , 3  # 将 3 放到   ffff0001h 内存处

从指定内存开始，取出 4 个字节内容，放到 eax 当中。（一般内存向高地址增长）

mov eax, dowrd ptr [1128h] #1128h、1129h、1130h、1131、

ESP：栈指针寄存器(extended stack pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈的栈顶。
EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈的底部。
可以看出定义变量的本质：将一个数值进行压栈。

call 指令

格式： call 函数地址 （）

可以看出 test 函数的地址为 0x0331000 .（可以看出最后一条指令是 ret，可以进行调用返回）

func 的地址是 0x0331010 （可以看出最后一条指令是 ret，可以进行调用返回）

lea指令（指针）

lea dest, [ 地址值 ]。（lea：load effect address）
将地址值赋值给dest，类似于dest = 地址值
出现于指针、引用

注意：因为 mov 指令不可以直接交换两个内存的值，所以需要寄存器进行中转。

ret、add、sub、inc、dec、xor

ret ：函数返回

xor op1, op2 ：将op1和op2异或的结果赋值给op1，类似于 op1 = op1 ^ op2

add op1, op2 ：类似于 op1 = op1 + op2

sub op1, op2 ：类似于 op1 = op1 - op2

inc op ：自增，类似于 op = op + 1

dec op ：自减，类似于 op = op – 1

jmp

jmp 内存地址：跳转到某个内存地址去执行代码

j开头的一般都是跳转，分为无条件跳转，有条件跳转。
大多数是带条件的跳转，一般跟test、 cmp等指令配合使用。（一般用于分支指令）
跳转指令是不自带 ret 的。

常见代码的汇编

int a = 10;	 **********************  mov         dword ptr [ebp-4],0Ah   （立即数——>内存， 不需要寄存器中转）
int b = 20;  **********************  mov         dword ptr [ebp-8],14h   （立即数——>内存， 不需要寄存器中转）

a = a + b;   **********************  mov         eax,dword ptr [ebp-4]  	（内存 ——> 寄存器， 需要寄存器中转）
      			   **********************  mov         add         eax,dword ptr [ebp-8]    （在寄存器当中运算）
       			   **********************  mov         mov         dword ptr [ebp-4],eax  		（寄存器 ——> 内存，需要寄存器进行中转）