从C到C++ - 技术栈

二、从C到C++

本章介绍一些C++拓展的非面向对象功能。

引用（掌握）

1.1 概念

引用从一定程度上讲是一个指针的平替，几乎被所有面向对象编程语言所使用。引用相当于对某一个目标变量起"别名"。

操作引用与操作原变量完全一样。

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    int a = 1;`
`    // b是a的引用`
`    int &b = a;`

`    cout << a << " " << &a << endl; //1 0x61fe88`
`    cout << b << " " << &b << endl; //1 0x61fe88`
`    return 0;`
`}`
`

1.2 引用的性质

可以改变引用的值，但是不能再次成为其他变量引用。

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    int a = 1;`
`    // b是a的引用`
`    int &b = a;`
`    int c = 3;`
`    b = c; // 3 只是赋值，不是引用，b还是a的引用`

`    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88`
`    cout << b << " " << &b << endl; //3 0x61fe88`
`    cout << c << " " << &c << endl; //3 0x61fe84`
`    return 0;`
`}`
`

声明引用的时候，必须要初始化。

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    int a = 1;`
`//    int &b; // 错误 引用必须要初始化。`

`    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88`

`    return 0;`
`}`
`

声明引用的时候，不能初始化为null

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    int a = 1;`
`    // int &b = nullptr; // 错误引用不能初始化为null`
`//    int &b = null;`
`    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88`

`    return 0;`
`}`
`

声明引用的时候，初始化的值可以是纯数值，但是此时要用const关键字修饰引用，表示该引用为常量引用，这样引用的值不可变。

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    const int &a = 1;   // 常量引用`
`    // a = 2; // 错误常量引用的数值不能被改变`

`    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88`

`    return 0;`
`}`
`

可以将变量引用的地址赋值给一个指针，此时指针指向的还是原来的变量。

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    int a = 1;`
`    int &b = a;`
`    int *c = &b;`

`    cout << a << " " << &a << endl; // 1 0x61fe84`
`    cout << b << " " << &b << endl; // 1 0x61fe84`
`    cout << *c << " " << c << endl; // 1 0x61fe84`

`    return 0;`
`}`

`

可以使用const修饰引用，此时如果原变量的值改变了，引用的值也会改变。

复制代码

#include <iostream>`

`using namespace std;`

`int main()`
`{`
`    int a = 1;`
`    const int &b = a;`
`    a++;`
`//    b++;  // 错误的，b是只读的`

`    cout << a << " " << &a << endl; // 2 0x61fe84`
`    cout << b << " " << &b << endl; // 2 0x61fe84`

`    return 0;`
`}`

`

1.3 引用的参数

写一个函数，函数有两个参数a和b，函数的功能是交换两个传入的参数【原来】变量的值。

复制代码

#include<iostream>`
`#include <string.h>`
`using` `namespace std;`

`// 只是test1内部进行相互交换了`
`// 不符合需求`
`void` `test1(int a,int b)`
`{`
    `int t = a;`
`    a = b;`
`    b = t;`
`}`

`// C语言的指针`
`void` `test2(int` `*a,int` `*b)`
`{`
    `*a =` `*a^*b;`
    `*b =` `*a^*b;`
    `*a =` `*a^*b;`
`}`

`// C++ 编程方式`
`void` `test3(int` `&a,int` `&b)`
`{`
`    a = a^b;`
`    b = a^b;`
`    a = a^b;`
`}`

`int` `main()`
`{`
    `int a =` `1;`
    `int b =` `2;`
    `test3(a,b);`
`    cout << a << endl;`
`    cout << b << endl;`
    `return` `0;`
`}`

`

引用作为参数进行定义的时候，在参数传递时，是不会产生副本的，这样会提高运行效率，我们在正常编程中，建议使用引用作为参数进行传递。

引用参数，在不参与计算的情况，我们建议使用const进行修饰。以达到引用安全的目的。

赋值（熟悉）

通常编程当中使用=进行赋值操作，C++新增了新的赋值语法。

复制代码

#include<iostream>`
`#include <string.h>`
`using` `namespace std;`


`int` `main()`
`{`
    `int` `a(1);`   `// int a = 1;`
`    cout << a << endl;`
    `int` `b(a);`   `// int b = a;`
`    cout << b << endl;`

    `int` `c(a+b);` `// int c = a + b;`
`    cout << c << endl;`  `// 2`

    `return` `0;`
`}`
`

C++11里对上述写法又进行了升级

复制代码

#include<iostream>`
`#include <string.h>`
`using namespace std;`


`int main()`
`{`
`    double b = 3.14;`
`    int b1 = b;`
`    int b2(b);`
`    int b3{b};  // C++11新增的 对数据窄化做出警告`

`    cout << b1 << endl; // 3 数据窄化`
`    cout << b2 << endl; // 3 数据窄化`
`    cout << b3 << endl; // 3 数据窄化`
`    return 0;`
`}`

`

键盘输入（掌握）

可以使用cin把用户在命令行中输入的内容赋值到变量中。

cin与cout一样，都属于头文件iostream中标准输入输出流。

复制代码

#include<iostream>`
`#include <string.h>`
`using` `namespace std;`

`int` `main()`
`{`
    `int a;`
    `// C++ 的字符串是string`
`    string str;`

`    cout <<` `"请输入一个数字和字符串:"` `<< endl;`
`    cin >> a >> str ;` `// 接收键盘输入：一个整数和一个字符串,可以连续输入。`
`    cout << a << endl;`
`    cout << str << endl;`

    `return` `0;`
`}`

`

string 字符串类（掌握）

string 不是C++的基本数据类型，他是一个C++标准库中的字符串类，使用时需要引入头文件，#include<string>，而不是string.h

string在绝大多数情况下，可以替代C语言中字符串，不必担心内存是否足够，和字符串长度等，其中内部还包含了很多字符串处理函数，可以完成各种情况下的字符串处理功能。

string和C语言相同，字符串编码使用ASCII编码，不支持中文。

复制代码

#include<iostream>`
`using namespace std;`


`int main()`
`{`
`    string str = "helloworld";`
`    cout << str.size() << endl; // 10字符串长度`
`    cout << str.length() << endl; // 10字符串长度`

`    cout << str[1] << endl; // e`
`    cout << str.at(5) << endl; // w`

`    return 0;`
`}`

`

两种方式都可以，但是在C++中更推荐你使用at函数。原因时at函数更加安全。at函数的运行效率慢。[ ]效率更高。

复制代码

#include<iostream>`
`using namespace std;`


`int main()`
`{`
`    string str = "helloworld";`
`    cout << str.size() << endl; // 10字符串长度`
`    cout << str.length() << endl; // 10字符串长度`

`    // cout << str[100] << endl; // 什么都不输出，也不报错，不安全`
`    cout << str.at(100) << endl; // 安全的，越界会报异常。`

`    return 0;`
`}`
`

string 类支持多种遍历方式

普通循环（for循环）
for each循环 C++11

复制代码

#include<iostream>`
`using namespace std;`


`int main()`
`{`
`    string str = "helloworld";`
`    // 以for循环的方式遍历输出字符串`
`    for(int i = 0; i <str.size(); i++)`
`    {`
`        cout << str.at(i);`
`    }`
`    cout << endl;`

`    // for each的方式进行循环遍历字符串`
`    for(char i : str)`
`    {`
`        cout <<i;`
`    }`

`    return 0;`
`}`

`

函数

5.1 内联函数（掌握）

内联函数用于取代C语言中宏定义的函数。内联函数的正确使用可以提升程序的执行效率。内联函数在编译的时候，直接把函数体展开到主函数中编译，在运行期间可以减少调用的开销。（以空间换时间）

通常将具有以下性质的函数写为内联函数：

代码长度5行以内。
不能包含复杂的控制语句。
被频繁调用

复制代码

#include<iostream>`
`using namespace std;`

`// 声明成-内联函数`
`inline void show(string str)`
`{`
`    cout << str << endl;`
`}`

`int main()`
`{`
`    show("nihao");`
`    return 0;`
`}`

`

内联函数关键字：inline

后续学习的成员函数都默认添加了inline修饰。

但是我们手动添加的inline关键字，将函数声明称内联函数。这个不是我们能决定的。我们只是给编译器提一个建议，编译器有自己的判断准则。具体是否能变成内联函数，还是编译器自己决定的。

5.2 函数重载 overload（重点）

C++中允许多个函数使用同一个名称，这种写法就是函数重载。函数重载要求函数名称相同，但是参数不同（类型或者数量）或者前后顺序不同。与返回值和其他因素无关。

复制代码

#include <iostream>`
`using namespace std;`

`void print_show(int i,double d)`
`{`
`    cout << "调用了int重载" << i << endl;`
`}`

`//void print_show(double d)`
`//{`
`//    cout << "调用了double重载" << d << endl;`
`//}`

`//void print_show(float f)`
`//{`
`//    cout << "调用了float重载" << f << endl;`
`//}`

`void print_show(string str)`
`{`
`    cout << "调用了string重载" << str << endl;`
`}`

`int main()`
`{`
`    print_show(6,5.4);`
`    return 0;`
`}`

`

5.4 哑元函数（熟悉）

函数的参数只有类型，没有名称，有这样的参数的函数就是哑元函数。

复制代码

#include <iostream>`
`using namespace std;`

`// 哑元函数`
`void print_show(int)`
`{`
`    cout << "调用了int重载" << endl;`
`}`


`void print_show(string str)`
`{`
`    cout << "调用了string重载" << str << endl;`
`}`

`int main()`
`{`
`    print_show(6);  // 尽管函数内不用参数，但是还是需要传递参数`
`    return 0;`
`}`
`

作用1：哑元函数用来区分函数重载。

作用2：运算符重载中会用到。

复制代码

#include <iostream>`
`using namespace std;`

`// 哑元函数`
`void print_show(int i,int)`
`{`
`    cout << "调用了int1重载" << endl;`
`}`

`void print_show(int i)`
`{`
`    cout << "调用了int2重载" << endl;`
`}`


`void print_show(string str)`
`{`
`    cout << "调用了string重载" << str << endl;`
`}`

`int main()`
`{`
`    print_show(6,1);  // 尽管函数内不用参数，但是还是需要传递参数`
`    return 0;`
`}`

`