C++基础

Posted 2023-04-04 AF_ INET

目录

1. 引用的权限问题和与指针的区别

2. C++对函数重载如何支持

3. 内联函数

4. 宏与内联 

5. extern C

6.  auto 自动类型推导

7. NULL和nullptr

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1. 引用的权限问题和与指针的区别

想要给一个常量，或者不能修改的量取别名，需要用const修饰的引用，也可以用const引用一个变量，权限只能缩小，不能放大，引用说明了新定义的变量对一块空间的使用权，究竟是只读还是可读可写

int ii=1;
double& rdd=ii;//报错，因为rdd引用的是ii转化为double的临时变量，临时变量具有常量属性
正确写法：
const double& rdd=ii;
隐式类型转化和强制类型转化的过程中都会产生临时变量
所有的类型转化都不是对原变量修改，而是产生中间的临时变量

因为引用和指针都会涉及到对原变量的修改，所以会有权限的问题

1. C++的引用替代不了数据结构中链表的指针操作，因为一旦引用要从一而终但指针可以改变指向

2. 引用定义时初始化你要引用谁，指针不需要

语法角度：引用就是取别名，底层角度（汇编）都是指针

小结：

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，但是没有多级引用

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

2. C++对函数重载如何支持

C++有函数名修饰规则，函数名上有参数相关的信息，修饰后的进入符号表，C语言直接函数名进符号表

 1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成，而通过C语言阶段学习的编译链接，我们 可以知道，【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】，编译后链接前，a.o的目标 文件中没有Add的函数地址，因为Add是在b.cpp中定义的，所以Add的地址在b.o中。那么 怎么办呢？

2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题，链接器看到a.o调用Add，但是没有Add的地址，就 会到b.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。

3. 那么链接时，面对Add函数，链接接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的 函数名修饰规则。

4. 由于Windows下vs的修饰规则过于复杂，而Linux下g++的修饰规则简单易懂，下面我们使 用了g++演示了这个修饰后的名字。

5. 通过下面我们可以看出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+类型首字母】。

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。 

6. 通过这里就理解了C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修 饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。

7. 如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办 法区分。

3. 内联函数

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. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。

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。只要你的声明中标了内联，那么函数的定义就不会进入符号表

4. 宏与内联 

宏的优缺点？

1.什么是宏函数

#define ADD(a,b) ((a)+(b))

这是ADD的宏函数，其实宏函数可读性不好，写起来蛮复杂的最好用内联函数

优点： 1.增强代码的复用性。 2.提高性能，没有栈帧开销。

缺点： 1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换） 2.导致代码可读性差，可维护性差（宏函数），容易误用。 3.没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏？ 1. 常量定义 换用const enum，有类型安全的检查可以调试

2. 短小函数定义 换用内联函数

内联优点：没有宏那么晦涩，有类型检查，可以调试，不会有优先级的问题，实参算出结果传参过去，符合条件就会在调用地方展开，几乎克服了宏的所有缺点

5. extern C

如何用C++调用C的库？

extern "C"

    #include"../StackC/Stack.h"

//这里展开后就是声明，告诉C++的编译器，我要使用C库中的函数，你想调用就必须按照C的标准生成符号表按照C的标准去链接查找

如何用C调用C++的库？

Stack.h//这是一个C++的库的头文件
#ifdef _cplusplus
    extern "C"

#endif
    void StackInit(ST* ps);
    void StackDestory(ST* ps);
//...函数声明
#ifdef _cplusplus

#endif
说明：C不认识externC,所以利用C++的条件编译，
告诉C++如果你在C中展开，你就是C了条件编译预处理extern啥的就去掉，
但是你作为C++生成静态库要被C调用，你必须按照C的标准链接，
C的函数名修饰规则，
也就是说宏是为了能在C中展开不报错，externC是为C++编译器准备的

6.  auto 自动类型推导

auto是作为一 个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

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。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编 译期会将auto替换为变量实际的类型。

1. auto使用细则

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&

int main()

    int x = 10;
    auto a = &x;
    auto* b = &x;
    auto& c = x;
    cout << typeid(a).name() << endl;
    cout << typeid(b).name() << endl;
    cout << typeid(c).name() << endl;
    *a = 20;
    *b = 30;
     c = 40;
    return 0;

2. 在同一行定义多个变量 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

void TestAuto()

    auto a = 1, b = 2; 
    auto c = 3, d = 4.0;  // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同

3. 不能作为参数，因为函数是要被编译的，建立栈帧开辟大小提前就要算好，所以参数类型必须要指明

// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)

 4. auto不能直接用来声明数组

void TestAuto()

    int a[] = 1,2,3;
    auto b[] = 4，5，6;//有问题

2. 用于范围for

对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因 此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范 围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围

void TestFor()

int array[] =  1, 2, 3, 4, 5 ;
for(auto& e : array)
     e *= 2;
for(auto e : array)
     cout << e << " ";
return 0;

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。

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。因为范围for底层是迭代器

以下代码就有问题，因为for的范围不确定
void TestFor(int array[])

    for(auto& e : array)
        cout<< e <<endl;

范围for只支持传值接收和传引用接收，不支持指针

不支持
auto * e:a
auto * e:&a

7. NULL和nullptr

在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，但是编译器 默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void *)0。

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

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL   0
#else
#define NULL   ((void *)0)
#endif
#endif

但是在C++中有如下代码 

 注意：

1. 在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入 的。 

2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。

3. 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。

C++基础-1-内存管理（全局区堆区栈区）

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