目录

1. 命名空间

1.1 命名空间的定义

1.2 命名空间的使用

2. C++的输入输出

 3. 缺省参数

3.1 缺省参数概念

 3.2 缺省参数分类

 4.函数重载

4.1 函数重载概念

 4.2 C++支持函数重载的原理——名字修饰

5. 引用

5.1 引用概念

 5.2 引用特性

5.3 常引用

5.4 使用场景

 5.5 引用和指针的区别

6. 内联函数——inline 

6.1 概念

6.2 特性

7. 指针空值nullptrC++11

 7.1 C++98中的指针空值

1. 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可能会导致很多冲突。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。

1.1 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。

//1. 正常命名空间定义
namespace name         //name是命名空间名字一般开发用项目名作为命名空间名
{
    // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
     int rand = 10;
     int Add(int left, int right)
     {
         return left + right;
     }
     struct Node
     {    
         struct Node* next;
         int val;
     };
}
//2. 命名空间可以嵌套
namespace N1
{
     int a;
     int b;
     int Add(int left, int right)
     {
         return left + right;
     }
     namespace N2
     {
         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称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
//例如test.h和test.cpp中相同名称命名空间会合并

namespace N
{
 // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
     int a = 0;
     int b = 1;
     int Add(int left, int right)
     {
     return left + right;
     }
}

int main()
{
     printf("%d\n", N::a);
     return 0; 
}

 2.使用using将命名空间中某个成员引入

using N::b;
int main()
{
     printf("%d\n", b);
     return 0; 
}

 3.使用using namespace 命名空间名称引入

using namespce N;
int main()
{
     printf("%d\n", b);
     Add(10, 20);
     return 0; 
}

2. C++的输入输出

我们知道C语言的输入输出是scanf和printf那么在C++中输入输出又是什么呢

#include <iostream>
using namespace std;//std是C++标准库的命名空间
 
int main()
{
     int a;
     double b;
     char c;
     
     // 可以自动识别变量的类型
     cin>>a;
     cin>>b>>c;
     
     cout<<a<<endl;
     cout<<b<<" "<<c<<endl;
     return 0;
}

1. 使用 cout 标准输出对象 ( 控制台 ) 和 cin 标准输入对象 ( 键盘 ) 时必须 包含 < iostream > 头文件 以及按命名

空间使用方法使用 std 。

2. cout 和 cin 是全局的流对象 endl 是特殊的 C++ 符号表示换行输出他们都包含在包含 < iostream > 头文件中。

3. << 是流插入运算符 >> 是流提取运算符 。

4. 使用 C++ 输入输出更方便不需要像 printf/scanf 输入输出时那样需要手动控制格式。 C++ 的输入输出可以自动识别变量类型。

5. 实际上 cout 和 cin 分别是 ostream 和 istream 类型的对象 >> 和 <<也涉及运算符重载等知识这里只是简单学习他们的使用。

 3. 缺省参数

3.1 缺省参数概念

        缺省参数是声明或定义函数时 为函数的 参数指定一个缺省值 。在调用该函数时如果没有指定实参则采用该 形参的缺省值否则使用指定的实参。

 3.2 缺省参数分类

• 全缺省参数

        void Func ( int a = 10 , int b = 20 , int c = 30 )

• 半缺省参数

        void Func ( int a , int b = 10 , int c = 20 )

 4.函数重载

4.1 函数重载概念

        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 类型顺序 ) 不同 常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

• 参数类型不同

int Add(int left, int right);
double Add(double left, double right);

•  参数个数不同

void f();
void f(int a);

•  参数类型顺序不同

void f(int a, char b);
void f(char b,int a);

 4.2 C++支持函数重载的原理——名字修饰

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 。 ( 老师要带同学们回顾一下 )

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。

  Windows下名字修饰规则

4. 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 。

5. 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。

5. 引用

5.1 引用概念

        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。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体 

 int a = 10;
 int& ra = a;//<====定义引用类型

 5.2 引用特性

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

5.3 常引用

请看上篇讲解引用——权限问题_bang___bang_的博客-CSDN博客 

5.4 使用场景

1.做参数 

void Swap(int& left, int& right)
{
     int temp = left;
     left = right;
     right = temp;
}

2.做返回值

int& Count()
{
     static int n = 0;
     n++;
     return n;
}

思考 下列代码输出结果是什么

int& Add(int a, int b)
{
     int c = a + b;
     return c;
}
int main()
{
     int& ret = Add(1, 2);
     Add(3, 4);
     cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
     return 0;
}

 5.5 引用和指针的区别

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。

在 底层实现上 实际是有空间的因为 引用是按照指针方式来实现 的。

 我们查看汇编代码发现引用和指针汇编代码相同。

 查看汇编操作F11进入调试右键选择转到反汇编。

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64位平台占8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

6. 内联函数——inline 

        在讲内联函数前我们首先要提起宏#define宏是在编译器的预处理阶段进行展开而内联函数是在编译时展开编译器。

        宏是简单的文本替换如果要写一个宏函数很容易出错不方便使用。C++大佬就想了个解决办法那就是用内联函数来写内联函数几乎解决宏函数缺点又同时兼具他的优点。   

宏的优缺点

优点

        1.增强代码的复用性。

        2.提高性能。

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容易误用。

        3.没有类型安全的检查 。

6.1 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 没有函数调用建立栈帧的开销内联函数提升程序运行的效率。

        如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。  我们进行修改设置才能在编译器看见内联函数的展开设置如下

 展开后如下

 我们可以看到没有函数建立栈帧操作。

6.2 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。

 为什么这么说听我接下来举个例子。

假如有一个函数代码有10行我们要调用这个函数10w次。

如果编译器不展开操作 10w+10 次

如果编译器展开操作 10w*10次

这么一比较很明显能看出inline用空间换时间。 

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、频繁调用 的函数 采用inline 修饰否则编译器会忽略inline特性。

下图为《C++prime》第五版关于inline的建议

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。

 <<effective C++>>一个条款说明尽量使用const、enum、inline去替代宏

7. 指针空值nullptrC++11

 7.1 C++98中的指针空值

        在C++98中我们使用NULL表示指针空值但是这有点小问题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

 可以看到这里本意是通过NULL调用f(int*)结果确是f(int)这就是因为NULL被定义为0与程序初衷相违背了。

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 。