【C++练级之路】【Lv.1】C++，启动！（命名空间，缺省参数，函数重载，引用，内联函数，auto，范围for，nullptr）

引言
入门须知
一、命名空间
- [1.1 作用域限定符](#1.1 作用域限定符)
- [1.2 命名空间的意义](#1.2 命名空间的意义)
- [1.3 命名空间的定义](#1.3 命名空间的定义)
- [1.4 命名空间的使用](#1.4 命名空间的使用)
二、C++输入&输出
- [2.1 cout输出](#2.1 cout输出)
- [2.2 cin输入](#2.2 cin输入)
- [2.3 std命名空间的使用惯例](#2.3 std命名空间的使用惯例)
三、缺省参数
- [3.1 缺省参数概念](#3.1 缺省参数概念)
- [3.2 缺省参数分类](#3.2 缺省参数分类)
四、函数重载
- [4.1 函数重载概念](#4.1 函数重载概念)
- [4.2 函数重载分类](#4.2 函数重载分类)
- [4.3 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)](#4.3 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling))
五、引用
- [5.1 引用概念](#5.1 引用概念)
- [5.2 引用特性](#5.2 引用特性)
- [5.3 使用场景](#5.3 使用场景)
- [5.4 传值和传引用效率对比](#5.4 传值和传引用效率对比)
- [5.5 常引用](#5.5 常引用)
- [5.6 指针和引用的区别](#5.6 指针和引用的区别)
六、内联函数
- [6.1 内联函数概念](#6.1 内联函数概念)
- [6.2 内联函数特性](#6.2 内联函数特性)
- [6.3 C++替代宏的做法](#6.3 C++替代宏的做法)
七、auto（C++11）
- [7.1 auto简介](#7.1 auto简介)
- [7.2 auto的使用细则](#7.2 auto的使用细则)
- [7.3 auto不能推导的场景](#7.3 auto不能推导的场景)
八、范围for（C++11）
- [8.1 范围for的语法](#8.1 范围for的语法)
- [8.2 范围for的使用条件](#8.2 范围for的使用条件)
九、nullptr（C++11）
总结

引言

从今天开始，我们就正式的从C迈向C++啦！C++在C的基础上，解决了很多C未能解决的问题，但是它的语法繁杂，难学难精。所以，我们也不用着急，一步一个脚印，系统扎实的学习C++。

总之，这是一个光明的起点，美妙的开始，程序员通向大厂的必经之路。我将怀着饱满的热情，去攀登C++的珠穆朗玛峰，C++，启动！

欢迎各位小伙伴关注我的专栏，和我一起系统学习C++，共同探讨和进步哦！

学习专栏：
《进击的C++》

入门须知

C++是在C的基础之上，容纳进去了面向对象编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式等。熟悉C语言之后，对C++学习有一定的帮助，本文目的：

补充C语言语法的不足，以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的，比如：作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。
为后续类和对象学习打基础。

一、命名空间

1.1 作用域限定符

先来看看下面一段代码：

根据C语言的语法，局部变量优先，所以打印的是2。

那么，如果我想要打印全局变量怎么办呢？这时，C语言就办不到了，C++就引进了一个操作符------作用域操作符（: :）

作用域操作符前面，代表所指向的域（局部域/全局域）
此时前面为空，代表指向全局变量

1.2 命名空间的意义

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，namespace关键字的出现就是针对这种问题的

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题，所以C++提出了namespace来解决
int main()
{
 printf("%d\n", rand);
 return 0; 
}
// 编译后后报错：error C2365: "rand": 重定义；以前的定义是"函数"

1.3 命名空间的定义

先来看一个情景，假设一个项目分多人写代码：

list.h（张三写链表）

c 复制代码

struct Node
{
	struct Node* prev;
	struct Node* next;
	int val;
};

queue.h（李四写队列）

c 复制代码

struct Node
{
	struct Node* next;
	int val;
};

struct Queue
{
	struct Node* head;
	struct Node* tail;
};

test.c（整合的时候就会发生Node重定义的错误）

c 复制代码

#include"list.h"
#include"queue.h"

int main()
{
	return 0;
}

那么，应该怎样解决呢？这时，就可以用到命名空间了。

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。

cpp 复制代码

namespace zhangsan
{
	struct Node
	{
		struct Node* prev;
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

cpp 复制代码

namespace lisi
{
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};

	struct Queue
	{
		struct Node* head;
		struct Node* tail;
	};
}

这样，就完美解决了命名冲突的问题。

注意几个点：

命名空间可以嵌套定义
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
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

1.4 命名空间的使用

这里有三种使用方式：

指定命名空间访问（加命名空间名称及作用域限定符）

cpp 复制代码

#include"queue.h"

int main()
{
	struct lisi::Queue q;
	return 0;
}

局部展开（使用using将命名空间中某个成员引入）

cpp 复制代码

#include"queue.h"
using lisi::Queue;

int main()
{
	struct Queue q;
	return 0;
}

全局展开（使用using namespace 命名空间名称引入）

cpp 复制代码

#include"queue.h"
using namespace lisi;

int main()
{
	struct Queue q;
	return 0;
}

提示：

因为全局展开相当于将命名空间内部完全暴露出来，多个命名空间展开后可能又会造成命名冲突。
所以一般在实际的项目工程 中，只使用指定命名空间访问和局部展开
但是平常练习 中，为了方便，我们可以使用全局展开

二、C++输入&输出

2.1 cout输出

语言的开始，都是问候这个新世界。

C++如何实现hello world的输出呢？请看下面代码：

cpp 复制代码

#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()
{
	cout << "hello world" << endl;
	return 0;
}

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。
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。
<<是流插入运算符，>>是流提取运算符

怎么样，是不是感觉思绪一下在风中凌乱？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，这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。

2.2 cin输入

C++输入输出还有一个好处

C++的输入输出可以自动识别变量类型

cpp 复制代码

int main()
{
	int arr[5];
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cin >> arr[i];
	}

	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cout << arr[i] << ' ';//末尾打印空格
	}
	return 0;
}

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。

2.3 std命名空间的使用惯例

std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理呢？

在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
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。

cpp 复制代码

#include<iostream>

int main()
{
	std::cout << "hello world" << std::endl;
	return 0;
}

cpp 复制代码

#include<iostream>
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
	cout << "hello world" << endl;
	return 0;
}

三、缺省参数

3.1 缺省参数概念

缺省参数（又称默认参数）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。

cpp 复制代码

void Fuc(int a = 5)
{
	cout << a << endl;
}

int main()
{
	Fuc(1);//传参时，使用指定实参
	Fuc();//没有传参时，使用参数的默认值
	return 0;
}

3.2 缺省参数分类

全缺省参数

cpp 复制代码

void Fuc(int a = 5, int b = 6, int c = 7)
{
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;
}

int main()
{
	Fuc(1, 2, 3);
	Fuc(1, 2);
	Fuc(1);
	Fuc();
	
	//错误写法
	//Fuc(,2,)
	//Fuc(1,,3)
	//......
	return 0;
}

缺省参数必须从右到左连续使用

半缺省参数

cpp 复制代码

void Fuc(int a, int b = 6, int c = 7)
{
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;
}

//err
//void Fuc(int a = 5, int b, int c = 7)

int main()
{
	Fuc(1, 2, 3);
	Fuc(1, 2);
	Fuc(1);

	return 0;
}

半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给

注意：

缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现（只能在声明给缺省参数）

cpp 复制代码

  //a.h
  void Func(int a = 10);
  
  // a.cpp
  void Func(int a = 20)
 {}
  
  // 注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。

缺省值必须是常量或者全局变量
C语言不支持（编译器不支持）

四、函数重载

自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。

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。

4.2 函数重载分类

参数类型不同

cpp 复制代码

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;
}

int main()
{
	Add(1, 2);
	Add(1.1, 2.2);
	return 0;
}

参数个数不同

cpp 复制代码

void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}

void f(int a)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}

int main()
{
	f();
	f(2);
	return 0;
}

参数类型顺序不同

cpp 复制代码

void f(int a, char b)
{
	cout << "f(int a,char b)" << endl;
}

void f(char b, int a)
{
	cout << "f(char b, int a)" << endl;
}

int main()
{
	f(4, 'a');
	f('b', 9);
	return 0;
}

4.3 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)

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。

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？
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。
那么链接时，面对Add函数，链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。
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。
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。

Windows下名字修饰规则

对比Linux会发现，windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂，但道理都是类似的，我们就不做细致的研究了。
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。
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。

五、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；

cpp 复制代码

void TestRef()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定义引用类型
    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
}

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

引用在定义时必须初始化
一个变量可以有多个引用
引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

cpp 复制代码

void TestRef()
{
   int a = 10;
   // int& ra;   // 该条语句未初始化，编译时会出错
   int& ra = a;
   int& rra = a;
   printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);  
}

5.3 使用场景

做参数

cpp 复制代码

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

之前用C语言要通过形参修改实参，必须传址调用 ，用指针解引用；但是，在C++中，可以传值调用，用引用来完成操作目的，有时候更加简便

做返回值

如果说做参数时，C语言还可以替代实现相应的功能，那么，做返回值时，就能完成一些C语言无法替代的功能。

先来看两段代码：

cpp 复制代码

//代码1
int Add(int a, int b)
{
    int c = a + b;
    return c;
}
//代码2
int Count()
{
   static int n = 0;
   n++;
   // ...
   return n;
}

我们可以注意到：

代码1创建的是临时变量，开辟在栈区，出作用域会销毁。
而代码2创建的是静态变量，开辟在静态区，出作用域不会销毁。
但是编译器在传值返回时，总是会先将值拷贝到一个临时变量中，再返回给上一层函数调用。（与函数栈帧和汇编相关）
对于代码1是可以的，但对于代码2来说，无疑就是一种浪费（因为静态变量出作用域并没有销毁）

所以，针对代码2，我们可以使用传引用返回

cpp 复制代码

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

这样就进行了优化，可以直接返回变量本体，而非先拷贝再返回

那我们再来看看代码1可以使用传引用返回吗？

cpp 复制代码

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;
}

这段代码输出结果是7，是不是很意外？

因为创建的临时变量在出作用域时，就已经将空间的使用权还给操作系统了，但是通过引用，我们依然可以找到变量空间本身。
所以当函数再次调用时，该空间的值被改成了7，打印出来的自然也是7
那么，这就不是我们想要的效果，所以不能使用传引用返回。

总结：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。

5.4 传值和传引用效率对比

前面提到，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。

传参对比

cpp 复制代码

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void TestRefAndValue()
{
	 A a;
	 // 以值作为函数参数
	 size_t begin1 = clock();
	 for (size_t i = 0; i < 100000; ++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 < 100000; ++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;
}

返回对比

cpp 复制代码

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a;}
// 引用返回
A& TestFunc2(){ return a;}
void TestReturnByRefOrValue()
{
	 // 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;
}

通过上述代码的比较，发现传值和传引用 在作为传参以及返回值类型 上效率相差很大。

5.5 常引用

记住一句话：权限只能缩小或保持，不能扩大

cpp 复制代码

int main()
{
	//权限扩大
	const int a = 10;
	//int& ra = a;//err

	//权限保持
	const int& ra = a;

	//权限缩小
	int b = 20;
	const int& rb = b;
	
	return 0;
}

注意以下写法也是可以的，包含隐式类型转换
此时rc不是c的别名，而是（转换后）存储double类型临时变量的别名

cpp 复制代码

	int c = 30;
	const double& rc = c;//隐式类型转换

5.6 指针和引用的区别

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。

cpp 复制代码

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	cout<<"&a = "<<&a<<endl;
	cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;
	return 0;
}

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。

cpp 复制代码

int main()
{
	int a = 10;
	//引用
	int& ra = a;
	ra = 20;
	//指针
	int* pa = &a; 
	*pa = 20;
	return 0;
}

我们来看下引用和指针的汇编代码 对比：

引用和指针的不同点:

引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
引用在定义时必须初始化，指针没有要求
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
没有NULL引用，但有NULL指针
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)
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
有多级指针，但是没有多级引用
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
引用比指针使用起来相对更安全

简单理解：引用是更简便更安全的指针。但是引用并不能完全代替指针（因为不能改变引用实体）。所以往后在C++中可能80%使用引用，20%使用指针（完成必须指针的功能，如链表）。

六、内联函数

6.1 内联函数概念

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。

请看下面代码：

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release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化，以下给出vs2013的设置方式)

6.2 内联函数特性

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。
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

下图为《C++prime》第五版关于inline的建议：

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。

比如下面这种写法就会报错：

f.h

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

inline void f(int i);

f.cpp

cpp 复制代码

#include "F.h"
void f(int i)
{
 	cout << i << endl;
}

test.cpp

cpp 复制代码

#include "F.h"
int main()
{
	 f(10);
	 return 0;
}
// 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用

正确写法：

将声明和定义都写在头文件中

f.h

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

inline void f(int i)
{
 	cout << i << endl;
}

6.3 C++替代宏的做法

宏的优缺点？

优点：

增强代码的复用性。
提高性能。

缺点：

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

C++有哪些技术替代宏？

常量定义 换用const enum
短小函数定义 换用内联函数

七、auto（C++11）

7.1 auto简介

在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的是一直没有人去使用它，大家可思考下为什么？

C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而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。

cpp 复制代码

int TestAuto()
{
	return 10;
}

int main()
{
	int a = 10;
	auto b = a;
	auto c = 'a';
	auto d = TestAuto();
	//auto e; //无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
	
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	
	return 0;
}

typeid().name()可以查看变量的类型名

注意：

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。

上述例子好像还看不出auto的优势，再来看看下面代码：

cpp 复制代码

#include <string>
#include <map>
int main()
{
	 std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
	 std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
	 while (it != m.end())
	 {
	 //....
	 }
	 return 0;
}

这里看不懂没关系，主要理解一下std::map<std::string, std::string>::iterator 是一个类型，但是该类型太长了，特别容易写错。

按以往的知识，我们可以用typedef进行重定义

cpp 复制代码

typedef std::map<std::string, std::string> Map;
Map::iterator it = m.begin();

而现在，我们有一种更简便的写法，那就是用auto自动推导类型

cpp 复制代码

auto it = m.begin();

7.2 auto的使用细则

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&

cpp 复制代码

int main()
{
    int x = 10;
    auto a = &x;
    auto* b = &x;
    auto& c = x;

    *a = 20;
    *b = 30;
     c = 40;
    return 0;
}

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。

cpp 复制代码

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
}

7.3 auto不能推导的场景

auto不能作为函数的参数

cpp 复制代码

// 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)
{}

auto不能直接用来声明数组

cpp 复制代码

void TestAuto()
{
    int a[] = {1,2,3};
    auto b[] = {4，5，6};//err
}

为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法
auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。

八、范围for（C++11）

8.1 范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

cpp 复制代码

void TestFor()
{
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	//下标
	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i)
	     array[i] *= 2;
	//指针
	for (int* p = arr; p < arr + sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]); ++p)
	     cout << *p << endl;
}

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。

范围for写法：

cpp 复制代码

void TestFor()
{
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for(auto& e : arr)
	     e *= 2;
	for(auto e : arr)
	     cout << e << " ";
}

简单理解：自动依次取数组中数据，赋值给e对象，自动判断结束

这种写法是不是更加简洁 ？所以范围for又称为语法糖（因为吃起来很甜~）

8.2 范围for的使用条件

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。

那么来看看这段代码：

cpp 复制代码

void TestFor(int arr[])
{
    for(auto& e : arr)
        cout<< e <<endl;
}

分析：

数组传参，本质传递的是指针，所以数组范围是不确定的
所以范围for不要用在函数内遍历数组

迭代的对象要实现++和==的操作
(关于迭代器这个问题，以后会讲，现在提一下，没办法讲清楚，现在大家了解一下就可以了)

九、nullptr（C++11）

在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下方式对其进行初始化：

cpp 复制代码

void TestPtr()
{
	int* p1 = NULL;
	int* p2 = 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：

cpp 复制代码

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

可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，比如：

cpp 复制代码

void f(int)
{
	 cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
	 cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
	 f(0);
	 f(NULL);
	 f((int*)NULL);
	 return 0;
}

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，因此与程序的初衷相悖。
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。

所以，为了修复这个早期语法设计上的bug，C++11引进了nullptr关键字

cpp 复制代码

void f(int)
{
	 cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
	 cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
	 f(0);
	 f(NULL);
	 f(nullptr);
	 return 0;
}

注意：

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

总结

本篇文章讲解了从C到C++跨越所需的基本语法知识，以及补充C语言的漏洞和背后的原理，是迈向C++的基础入门篇。

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【C++练级之路】【Lv.1】C++，启动！（命名空间，缺省参数，函数重载，引用，内联函数，auto，范围for，nullptr）

目录

引言

入门须知

一、命名空间

1.1 作用域限定符

1.2 命名空间的意义

1.3 命名空间的定义

1.4 命名空间的使用

二、C++输入&输出

2.1 cout输出

2.2 cin输入

2.3 std命名空间的使用惯例

三、缺省参数

3.1 缺省参数概念

3.2 缺省参数分类

四、函数重载

4.1 函数重载概念

4.2 函数重载分类

4.3 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)

五、引用

5.1 引用概念

5.2 引用特性

5.3 使用场景

5.4 传值和传引用效率对比

5.5 常引用

5.6 指针和引用的区别

六、内联函数

6.1 内联函数概念

6.2 内联函数特性

6.3 C++替代宏的做法

七、auto（C++11）

7.1 auto简介

7.2 auto的使用细则

7.3 auto不能推导的场景

八、范围for（C++11）

8.1 范围for的语法

8.2 范围for的使用条件

九、nullptr（C++11）

总结