【C++入门】

阿里云国内75折 回扣 微信号：monov8
阿里云国际，腾讯云国际，低至75折。AWS 93折 免费开户实名账号 代冲值 优惠多多 微信号：monov8 飞机：@monov6

目录

1、命名空间

在C/C++中变量、函数和类都是大量存在的这些变量、函数和类的名称都存在全局作用域中可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的就是对标识符的名称进行本地化以避免命名冲突namespace关键字的出现就是针对这种问题的。
在C语言中没办法解决这种命名冲突的问题所以C++提出了namespace来解决
如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
	printf("%d\n",rand);
	return 0;
}

编译后报错：
在这里插入图片描述

1.1、命名空间定义

定义命名空间需要使用到namespace关键字后面根命名空间的名字然后接一对{}{}中为命名空间的成员
如下：

//1. 正常的命名空间定义
//dx是命名空间的名字可以自己定义
namespace dx
{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
	int rand = 10;
	int a = 0；
	int b = 1;
	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
// test.cpp
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。
// test.h
// ps：一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
namespace N1
{
	int Mul(int left, int right)
	{
		return left * right;
	}
}

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。

1.2、命名空间的使用

命名空间的使用有三种方式：
1加命名空间名称及作用域限定符
如下：

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

2使用using将命名空间中某个成员引入
如下：

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

3使用using namespace 命名空间名称引入
如下：

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

2、C++输入和输出

首先我们来看看C++是如何来实现输入输出的：

#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{
	int a = 0;
	double b = 0;
	cin >> a;
	cin >> b;
	cout << a << " " << b << endl;
	cout << "Hello world!!!" << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

说明：

  1. 使用cout标准输出对象和cin标准输入对象时必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用的方法使用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< 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输入输出那样需要手动控制格式。C++输入输出可以自动识别变量类型。

注意：

早期标准库将所有功能在全局域中实现声明在.h后缀的头文件中使用时只需包含对应
头文件即可后来将其实现在std命名空间下为了和C头文件区分也为了正确使用命名空间规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式后续编译器已不支持因此推荐使用+std的方式。

std命名空间的使用惯例：

  1. 在日常练习中建议直接using namespace std即可这样就很方便。
  2. using namespace std展开标准库就全部暴露出来了如果我们定义跟库重名的类型/对
    象/函数就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现但是项目开发中代码较多、规模大就很容易出现。所以建议在项目开发中使用像std::cout这样使用时指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

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。

#include<iostream>
using namespace std;
void Func(int a = 0)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	Func();   // 没有传参时使用参数的默认值
	Func(10); // 传参时使用指定的实参
	return 0;
}

在这里插入图片描述

3.2缺省参数分类

全缺省参数

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

半缺省参数

void Func(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有间隔
  2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
  3. 缺省值必须是常量或全局常量
  4. C语言不支持

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。

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
	cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
	return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
	cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
	return left + right;
}

// 2、参数个数不同
void f1()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f1(int a)
{
 cout << "f(int a)" << endl;
}

// 3、参数类型顺序不同
void f2(int a, char b)
{
	cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f2(char b, int a)
{
	cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
	Add(10, 20);
	Add(10.1, 20.2);
	
	f1();
	f1(10);
	
	f2(10, 'a');
	f2('a', 10);
	return 0;
}

4.2 C++支持函数重载的原理–名字修饰

为什么C++支持函数重载而C语言不支持函数重载呢？
在C/C++中一个程序要运行起来需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。

  1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成通过C语言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. 由于Linux下g++的修饰规则简单易懂下面我们使用g++演示这个修饰后的名字。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】。
    1采用C语言编译器编译后结果：
    在这里插入图片描述
    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
    2采用C++编译器编译后结果：
    在这里插入图片描述
    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。
  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引用的变量共用一块内存空间
在这里插入图片描述
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

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
在这里插入图片描述

5.3、常引用

void Test()
{
	const int a = 10;
	//int& ra = a;   // 该语句编译时会出错a为常量
	const int& ra = a;

	//int& b = 10; // 该语句编译时会出错b为常量
	const int& b = 10;

	double d = 12.34;
	//int& rd = d; // 该语句编译时会出错类型不同
	const int& rd = d;
}

5.4、使用场景

  1. 做参数
void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
  1. 做返回值
int& Count()
{
	static int n = 0;
	n++;
	return n;
}

那么什么情况下用引用返回什么情况下用传值返回？
如果函数返回时出了函数作用域如果返回对象还在还没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。
如下：

#include<iostream>
#include <assert.h>
#define N 10
using namespace std;
typedef struct Array
{
	int a[N];
	int size;
}AY;
int& pos(AY& ay, int i)
{
	assert(i < N);
	return ay.a[i]; // 出了作用域还在不是静态变量是局部变量。因为属于结构体不属于pos栈帧返回的是结构体。
}
int main()
{
	AY ay;
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		pos(ay, i) = i * 10;
	}
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		cout << pos(ay, i) << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
优点：
1、减少了拷贝
2、调用者可以修改返回对象

5.5、传值、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。

作参数效率比较如下：

#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
struct A 
{ 
	int a[10000]; 
};
void TestFunc1(A a) 
{}
void TestFunc2(A& a) 
{}
int main()
{
	A a;
	// 以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc1(a);
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作为函数参数
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc2(a);
	size_t end2 = clock();

	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

结果：
在这里插入图片描述
作返回值效率比较如下：

#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
struct A 
{ 
	int a[10000]; 
};
A a;
// 值返回
A TestFunc1() 
{ 
	return a; 
}

// 引用返回
A& TestFunc2() 
{ 
	return a; 
}

int main()
{
	// 以值作为函数的返回值类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();

	// 计算两个函数运算完成之后的时间
	cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

在这里插入图片描述
结论：通过上述代码的比较发现用值作为参数或者返回值类型效率是非常低下的

5.6、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。但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。
如下：

int main()
{
	int a = 10;

	int& ra = a;
	ra = 20;

	int* pa = &a;
	*pa = 20;

	return 0;
}

我们来看看引用和指针的汇编代码对比：
在这里插入图片描述
有上图可知从汇编层面展开引用也是用指针的方式去实现

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

6、内联函数

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建立栈帧的开销内联函数提升程序运行的效率。

在这里插入图片描述
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。

查看方式：
在debug模式下需要对编译器进行设置如下所示：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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。

  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。

扩展：
1、宏的优缺点？
优点：
1增强代码复用性
2提高性能
缺点：
1不方便调试。
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。

2、C++一般推荐：
1const和enum替代宏常量
2inline替代宏函数

阿里云国内75折 回扣 微信号：monov8
阿里云国际，腾讯云国际，低至75折。AWS 93折 免费开户实名账号 代冲值 优惠多多 微信号：monov8 飞机：@monov6
标签: c++
返回列表

上一篇：MyBatis案例 | 使用映射配置文件实现CRUD操作——多条件查询

下一篇：OAuth2(三)

“【C++入门】” 的相关文章

【C++】通过栈/队列/优先级队列/反向迭代器了解适配器及仿函数1年前 (2023-02-02)
C++STL之set与map的使用1年前 (2023-02-02)
【C++11】—— 包装器1年前 (2023-02-02)
PCL 逐点插入法构建Delaunay三角网（C++详细过程版）1年前 (2023-02-02)
【C++】非递归实现二叉树的前中后序遍历1年前 (2023-02-02)
蓝桥杯C/C++百校真题赛（3期）Day4（卡片)1年前 (2023-02-02)
C++跨平台（支持LINUX，WIN32，Solaris，MacOS，FreeBSD）的网络通信库及服务器编程框架源码1年前 (2023-02-02)
C++设计模式(1)——单例模式1年前 (2023-02-02)
二分查找----C/C++1年前 (2023-02-02)
C++设计模式（2）——工厂方法模式1年前 (2023-02-02)

阿里云国际版