C++（3）C++对C的扩展Extension

JYliangliang2023-08-23 16:45

类型增强

1、类型更加严格

不初始化，无法通过编译；C不初始化，则随机赋值

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    const int a = 100;  //真正的const,无法修改
//    int *p = &a;  报错
    const int *p = &a;

    char *p = (char)malloc(100);  //malloc 得到的是void *
    return 0;
}

C++不喜欢指针和强制类型转换

2、增加bool类型（其实是增加了枚举）

C语言中表示真假，用0和非0

string s;

bool b = true / false;

enum BOOL{ FALSE, TRUE};

BOOL a = FALSE;

3、枚举等价关系

cpp 复制代码 
#define Spr 0
#define Sum 1  宏

enum
{
    Spr=1, Sum, ...
};

C++中尽量不用宏，能用枚举代替就用枚举

输入与输出

C语义中，表达式不能赋值

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

int main()
{
    int a, b = 5;
    a = b = 100;
    (a = b) = 100;  //100是对a的赋值  C语言中报错
    printf("a = %d  b = %d", a, b);
    return 0;
};

C++表达式可以赋值

cpp 复制代码 
#include <iostream>

int main()
{
    int a, b = 10;
    a = b = 100;
    printf("a = %d b= %d\n", a, b);

    (a != b ? a : b) = 1000;  //输出a=100, b=1000   

    return 0;
}

输入与输出

cpp 复制代码 
# include <iostream>

using namespace std;

//cin cout 类对象，scanf sprinf 相同的功能，函数

int main()
{
    //char name[30];
    //scanf("%s", name);  //不安全  超过30个字符会崩溃
    //gets(name);  //不关心溢出问题，不安全
    
    // 键盘中的输入流入到name中
    //cin>>name;  // >> 流输入运算符（重载  也代表右移） 超过30个字符会崩溃
 
    string name;  //安全 从语言层规定
    cin>>name;
    cout<<"name="<<name<<endl;

    //"name=" name endl 均流入到cout中，等价于一个一个赋值
    cout<<"name="<<name<<endl;

    printf("name = %s\n", name);
    return 0;
}
cpp 复制代码 
# include <iostream>
# include <iomanip>

using namespace std;

int main()
{
    //C++ 不受空格控制

    int a = 12345; int b = 1234.567;

    cin>>a>>b;  // cin>>a cin>>b
    
    cout<<a<<b<<endl;  //endl \n

    cout<<setw(8)<<a<<endl;  //引入头文件 iomanip

    cout<<setiosflags(ios::left)<<setw(8)<<a<<endl;  //左对齐

    cout<<b<<endl;  //输出两位小数点

    return 0;
}

函数重载

cpp 复制代码 
# include <iostream>

//函数重载（静多态）
// 函数名相同，参数列表不同  类型 个数 顺序
int abs(int data)
{
    return data>0?data:-data;
}

float abs(float data)
{
    return data>0?data:-data;
}

int main()
{
    float ret = abs(-5.5f);  //ambiguous 二义性
    cout<<ret<<endl;

    int ret2 = abs(5);
    cout<<ret2<<endl;

    return 0;
}

匹配原则：

1、严格匹配，找到则调用；2、通过隐式转换寻求一个匹配，找到则调用.

倾轧技术

C++ 完全兼容 C （语法、标准lib库 不会参加倾轧）string.h stdlib.h stdio.h

C++函数重载底层实现原理是C++利用name mangling(倾轧)技术，来改名函数名，区分参数不同的同名函数

C++命名倾轧的函数 是无法被C语言调用的。C++的函数必须是没有倾轧的才能调用。 使用声明extern "C" 的函数会禁止命名倾轧，这样C++的函数就可以被C语言调用。

str.cpp

cpp 复制代码 
#include <iostream>

int mystrlen(char *p)
{
    int len = 0;
    while(*p)
    {
        len++;
        p++;
    }
    return 0;
}

str.h 头文件

cpp 复制代码 
#ifndef STR_H
#define STR_H

int mystrlen(char *p);

// extern "C" int mystrlen(char *p);

#endif //STR_H

main.cpp

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include "str.h"

using namespace std;

int main()
{
    int n = mystrlen("china");
    cout<<n<<endl;
    return 0;
}

操作符重载Operator Overload

C++认为一切操作符都是函数。函数是可以重载的（并不是所有的运算符都可以重载）。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

struct Complex  //结构体  复数
{
    float real;
    float image;
};

Complex operator+(Complex a, Complex b)
{
    Complex c;
    c.real = a.real + b.real;
    c.image = a.image + b.image;
    return c;
}

int main()
{
    int a = 1; int b = 2;
	int c = a + b;
	cout << "c: " << c << endl;

    Complex aa = {1, 2}, bb = {2, 3};
    Complex cc = aa + bb;  // 报错--增加了operator+，可执行

    Complex cc = operator+(aa, bb);  //可执行

    cout<<"c = "<<"("<<c.real<<","<<c.image<<")"<<endl;

    return 0;
}

默认参数default parameters

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <time.h>


using namespace std;

void weatherCast(string w = "pm2.5")
{
    time_t t = time(0);  //170,0,0,0
    char tmp[64];
    strftime(tmp, sizeof(tmp), "%Y/%m/%d %X %A ", localtime(&t) );
    cout<<tmp<<"today is weather "<<w<<endl;
}

//从右向左默认，中间不能跳跃
//实参的个数+默认参数的个数 >= 形参的个数
int volume(int l, int w, int h=5)
{
    return l*w*h;
}

int main()
{
    weatherCast();
    weatherCast();
    weatherCast("sunshine");

    cout<<volume(1, 2)<<endl;
    cout<<volume(1, 2, 10)<<endl;
    return 0;
}
cpp 复制代码 
include <iostream>

using namespace std;

//void print(int a)
//{
//    printf("void print(int a)\n");
//}

void print(int a, int b = 10)
{
    print("void print(int a, int b = 10)\n");
}

int main()
{
    print(1, 20);  // 1个参数或2个参数的形式，重载，默认参数都可以实现，但是不可同时存在
    return 0;
}

引用Reference

  • 引用是一种声明关系，声明的时候必须要初始化。引用不开辟空间，不分配内存。
  • 此种声明关系，一经声明，不可变更。
  • 可以对引用再次引用。多次引用的结果是多个引用指向同一个地址。
  • 引用必须与原类型保持一致。
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 500;    //变量名实质是一段内存空间的别名
    //*(int *)0xb0002345 = 500;

    int& ra = a;  // 声明 ra 是a的引用（别名）
    printf("sizeof(a) = %d, sizeof(ra) = %d\n", sizeof(a), sizeof(ra));
    printf("&a = %p &ra = %p", &a, &ra);
    a = 100;
    printf("a = %d ra = %d\n", a, ra);
    ra = 2000;
    printf("a = %d ra = %d\n", a, ra);

    int b = 200;
    ra = b;  // 赋值
    int &ra = b;  //声明

    int& rr = ra;  //再次引用
    printf("a = %d ra = %d rr = %d\n", a, ra, rr);

    return 0;
}
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int *pa, int *pb)
{
    *pa ^= *pb;
    *pb ^= *pa;
    *pa ^= *pb;
}

void swap(int &ra, int &rb)
{
    ra ^= rb;
    rb ^= ra;
    ra ^= rb;
}

//平级内解决问题，然后不开辟多余的空间
//引用的目的是对指针的再次包装。指针是有引用的，但不应该有引用的指针。
void swap(char* &p, char* &q)
{
    char *t = q;
    q = p;
    p = t;
}

int main()
{
    int a = 5; int b = 3;
    swap(a, b);
    cout<<"a= "<<a<<" b= "<<b<<endl;

    char *p = "china";  // 定义指针的引用 char* & rp = p
    char *q = "america";
    cout<<"p = "<<p<<" q = "<<q<<endl;
    swap(p, q);
    cout<<"p = "<<p<<" q = "<<q<<endl;    

    return 0;
}

避免C语言指针的缺陷，不能定义引用的引用，但可以定义指针的指针（二级指针）

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    int * p = &a;  //定义指针
    int **pp = &p;  //定义指针的指针（二级指针）

    int b;
    int &rb = b;  //定义引用

    int * &rp = p;  //定义指针的引用
    
    //报错，不能定义引用的引用
    int & & rrp = rp;  ❌

    //不能定义引用的指针，引用就是对指针的包装，不希望再打开
    int& * p = &rb;  ❌

    int x, y, z;
    int * p[] = {&x, &y, &z}  //可以建立指针的数组
    int & rp [] = {x, y, z};  ❌  //不可以定义引用数组  rp int& *
    
    return 0;
}

数组引用

int arr[]= {1, 2, 3, 4, 5};

int(&rarr)[5] = arr;

常引用

  • const对象的引用必须是const的，将普通引用绑定到const对象是不合法的
  • const引用可使用相关类型的对象（常量、非同类型的变量或表达式）初始化

const int a = 100;

const int &ra = a;

int a;

const double & ra = a + 5;

先定义了 double tmp = a 然后定义 const double rb = tmp

use const whatever possible原因：

  • 使用const可以避免无意修改数据的编程错误
  • 使用const可以处理const和非const实参，否则只能接受非const数据
  • 使用const引用，可使函数能够正确的生成并使用临时变量（如果实参与引用参数不匹配，就会生成临时变量）
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