C++入门（1）

Czhou.2023-12-23 3:14

1. C++关键字(C++98)

C++ 总计 63 个关键字， C 语言 32 个关键字
ps ：下面我们只是看一下 C++ 有多少关键字，不对关键字进行具体的讲解。后面我们学到以后再
细讲。

**2.**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，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。先使用c语言来给大家解释一下，由于头文件stdlib.h里面有一个rand函数，但是我们又定义了一个全局变量rand，此时我们想打印的话就会报错，因为重定义了。所以C++提出了命名空间来解决这个问题。

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int rand = 10;

int main()
{
	printf("%d ", rand);
	return 0;
}

2.1****命名空间定义

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。

如果在命名空间zxf里面定义一个rand，此时再去打印rand，结果就是rand函数的地址，那么如何打印zxf里面的rand呢？

下面这种方式就可以访问到命名空间内部的东西。

cpp 复制代码 
//1. 正常的命名空间定义
namespace zxf 
{
	int	rand = 1;
}

int main()
{
	printf("%d ",zxf::rand);
	return 0;
}
cpp 复制代码 
//1. 正常的命名空间定义
namespace zxf 
{
	int	rand = 1;
	int Add(int a, int b)
	{
		return a + b;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

int main()
{
	printf("%d ",zxf::rand);
	zxf::Add(1, 4);
	struct zxf::Node node;

	return 0;
}

命名空间还可以嵌套定义，实现无限套娃。

cpp 复制代码 
//2. 命名空间可以嵌套
namespace zxf 
{
	namespace zxf1
	{
		int rand = 1;
	}
	namespace zxf2
	{
		int rand = 2;
	}
	int	rand = 0;
	int Add(int a, int b)
	{
		return a + b;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

int main()
{
	printf("%d ",zxf::rand);
	zxf::Add(1, 4);
	struct zxf::Node node;
	printf("%d ", zxf::zxf1::rand);
	printf("%d ", zxf::zxf2::rand);
	return 0;
}

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。

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 。

2.2****命名空间使用

命名空间中成员该如何使用呢？比如：

cpp 复制代码 
namespace zxf
{
	// 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;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}
int main()
{
	// 编译报错：error C2065: "a": 未声明的标识符
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

命名空间的使用有三种方式：
加命名空间名称及作用域限定符：

cpp 复制代码 
int main()
{
	printf("%d\n", zxf::a);
	return 0;
}

使用 using 将命名空间中某个成员引入：

cpp 复制代码 
using zxf::b;
int main()
{
	printf("%d\n", zxf::a);
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

使用 using namespace 命名空间名称 引入：

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

**3. C++输入&**输出

C++ 刚出来后，也算是一个新事物。
那 C++ 是否也应该向这个美好的世界来声问候呢？我们来看下 C++ 是如何来实现问候的。

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;
}

说明：

  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。后面我们还有有
    一个章节更深入的学习 IO 流用法及原理。
    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 <iostream>+std 的方式。
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
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;
}

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？

  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。

**4.**缺省参数

4.1****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。

下面Func就是一个缺省参数，第一次调用没有传参，那么就使用1这个缺省值，第二次调用有实参10，所以忽略缺省值，使用实参10.

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
void Func(int i = 1)
{
	cout << i << endl;
}
int main()
{
	Func();
	Func(10);
	return 0;
}

4.2****缺省参数分类

全缺省参数

全缺省就是此函数的参数都设置了缺省值，所以我们可以根据自己的需求传参。

cpp 复制代码 
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
	Func();
	Func(100);
	Func(100,200);
	Func(100, 200,300);
	return 0;
}

半缺省参数

半缺省就是缺省一部分的参数。

cpp 复制代码 
void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
	//Func();
	Func(100);
	Func(100,200);
	Func(100, 200,300);
	return 0;
}

注意：

  1. 半缺省参数必须 从右往左依次 来给出，不能间隔着给
    为什么呢？因为从左往右给缺省参数是会有歧义的，比如c不给缺省参数，那么实参是给a和b，还是b和c呢？这就不确定了。
  2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

最好的方式是声明给缺省参数，定义不给。

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。
  1. 缺省值必须是常量或者全局变量
  2. C 语言不支持（编译器不支持）

**5.**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。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个
是男足。前者是 " 谁也赢不了！ " ，后者是 " 谁也赢不了！"

5.1****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。

下面两个Add函数虽然名称是一样的，但是调用的时候编译器会自动匹配，因为两个同名函数构成了函数重载。那么如果一个参数是int，另一个是double呢？如果这样做编译器会报错，因为虽然可以进行隐式类型转换，但是到底是double转int呢，还是int转double呢？

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, 3);
	Add(1.1, 2.2);
	return 0;
}

下面这两个函数也构成重载，因为参数个数不同。

cpp 复制代码 
void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
	f();
	f(20);

	return 0;
}

但是当第二个f给了缺省参数时，就会存在二义性。

cpp 复制代码 
void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a=0)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
	f();
	f(20);

	return 0;
}

下面两个函数构成重载的原因是参数类型顺序不同。

**6.**引用

6.1****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；

通过下面一段代码我们可以知道如果c++的话会影响a。因为c就是a，但是b就不会。

当然还可以给c取一个别名d，d的变化也会影响a，一个变量可以取多个别名。并且它们的地址是一样的。

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的。

6.2****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

6.3****常引用

cpp 复制代码 
void TestConstRef()
{
	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;
}

6.4****使用场景

  1. 做参数
    在学习引用之后交换两个变量就不需要传地址了，形参使用引用接收就行了，left就是a的别名，right就是b的别名。
    并且引用做参数也能提高效率。

  2. 做返回值

注意看下面这段代码，第二次打印ret的值是7或者是随机值，随机值是取决于编译器会不会清理掉Add的栈帧，如果清理了的话第一次和第二次打印都是随机值，如果没有清理，第一次是3，第二次是7，因为是同一个函数，使用的是同一块空间，并且返回值是引用，那么经过第一次调用ret就是c，第二次会修改掉c，那么就会改变ret。


注意： 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。

6.5****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。
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

今天的分享到这里就结束了，感谢大家的阅读！

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