【C++从练气到飞升】01---C++入门

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目录

推荐

前言

什么是C++

C++的发展史

📋命名空间

命名空间定义

命名空间使用

命名空间的嵌套

std命名空间的使用

📋C++输入&输出

缺省参数的定义

缺省参数分类

缺省参数出现的位置

📋函数重载

函数重载的概念

函数重载的种类

C++支持函数重载的原理

📋引用

引用的概念

引用的特性

引用的使用场景

传值和引用性能比较

常引用

引用和指针的区别

📋内联函数

内联函数的概念

内联函数的特征

📋auto关键字

auto简介

auto使用规则

auto无法使用的场景

📋基于范围的for循环

范围for的语法

范围for的使用条件

📋指针空值nullptr


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前言

什么是C++

C语言是结构化和模块化的语言,适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题,规模较大的程序,需要高度的抽象和建模时,C语言则不合适。为了解决软件危机, 20世纪80年代, 计算机界提出了OOP(object oriented programming:面向对象)思想,支持面向对象的程序设计语言应运而生。

1982年,Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念,发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系,命名为C++。因此:C++是基于C语言而产生的,它既可以进行C语言的过程化程序设计,又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计,还可以进行面向对象的程序设计。

C++的发展史

1979年,贝尔实验室的本贾尼等人试图分析unix内核的时候,试图将内核模块化,于是在C语言的基础上进行扩展,增加了类的机制,完成了一个可以运行的预处理程序,称之为C with classes。

语言的发展就像是练功打怪升级一样,也是逐步递进,由浅入深的过程。我们先来看下C++的历史版本。

C++还在不断的向后发展。但是:现在公司主流使用还是C++98和C++11,所有大家不用追求最新,重点将C++98和C++11掌握好,等工作后,随着对C++理解不断加深,有兴趣的小伙伴可以去琢磨下更新的特性。

📋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。

#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"
命名空间定义

命名空间的定义由两部分构成:首先是关键字namespace ,后面跟命名空间的名字 ,然后接一对{},{}中即为命名空间的成员。 命名空间中可以定义变量、函数、类型和其他命名空间。

namespace N1//命名空间的名字
{
    //定义变量
    int rand = 10;
 
    //定义函数
    int Add(int left, int right)
    {
        return left + right;
    }
 
    //定义类型
    struct Node
    {
        struct Node* next;
        int val;
    };
 
    //嵌套命名空间
    namespace N2
    {
        int Sub(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。
  • 用一个工程中允许出现多个相同名称的命名空间,编译器最后会将它们合并为一个命名空间
命名空间使用

命名空间的使用有三种方式:

  • 加命名空间名称及域作用限定符

    namespace N
    {
    int a=10;
    int b=5;
    }

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

  • 使用 using 将命名空间中某个成员引入

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

  • 使用 using namespace 命名空间名称引入(展开命名空间)

    namespace N
    {
    int a=10;
    int b=5;
    }

    int a=20;

    using namespce N;

    int main()
    {
    printf("%d\n", a); //a不明确,有二义性
    printf("%d\n", ::a); //访问全局的a
    printf("%d\n", N::a); //访问N中的a
    printf("%d\n", b);
    return 0;
    }

N中的成员a 就与全局作用域中的a 产生了冲突。这种冲突是允许存在的 ,但是**要想使用冲突的名字,我们就必须明确指出名字的版本。**main函数中所有未加限定的a都会产生二义性错误。

这时我们必须使用**域作用限定符(::)**来明确指出所需的版本

  • : :a来表示全局作用域中的a
  • N: :a来表示定义在N中的a

注意:

如果命名空间没有展开,编译器默认是不会搜索命名空间中的变量,去访问变量是访问不到的。

访问的优先级:局部域 > 全局域

命名空间的嵌套

嵌套的命名空间同时是一个嵌套的作用域,它嵌套在外层命名空间的作用域中。嵌套的命名空间中的名字遵循的规则与往常类似:内层命名空间声明的名字将隐藏外层命名空间声明的同名成员 。在嵌套的命名空间中定义的名字只在内层命名空间中有效,外层命名空间的代码想要访问它必须在名字前添加限定符。

namespace N
{
    int a = 10;
 
    namespace N1
    {
        int a = 20;    //将外层作用域的a隐藏了
        int b = 15;
 
    namespace N2
    {
        int c = N1::b;
    }
}
 
int main()
{
    printf("%d\n", N::N2::c);
    printf("%d\n", N::N1::a);
    printf("%d\n", N::a);
    return 0;
}
std命名空间的使用

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例如: using std::cout展开常用的库对象、类型等方式。

📋C++输入&输出

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
	int a = 10;
	double b = 10.5;
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	return 0;
}

我们在项目中要经常使用 cout 和 endl,每次指定命名空间很不方便,直接展开会全部暴露,有冲突风险,我们可以指定展开来解决问题。

using std::cout;
using std::endl;

说明:

  • 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。
  • 使用C++输入输出更方便,不需要像 printf和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。

📋缺省参数

缺省参数的定义

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。

void Func(int a = 5)
{
    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;
}

上面代码在第一次调用 Func() 时,没有传递参数,a 就使用了缺省值。

缺省参数分类
  • 全缺省参数 -- 所有参数都给了缺省值

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

    int main()
    {
    Func(1,2,3);
    Func(1,2);
    Func(1);
    Func();
    return 0;
    }

全缺省参数在传参时,参数是按照从左往右的顺序进行缺省 的,**不能跳着缺省,例如:Func(1, ,3) ,**让第一个形参和第三个形参都使用传递值,而让第二个参数使用缺省值,这种做法是不被允许的。

  • 半缺省参数 -- 部分的参数给了缺省值

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

    int main()
    {
    Func(1,2,3);
    Func(1,2);
    Func(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:

  1. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现,只能出现在函数声明中。
  2. 缺省值必须是常量或者全局变量。
缺省参数出现的位置

缺省参数只能出现在函数声明中,如下面的代码,在声明和定义中都给了缺省参数,而且给定的值不相同,就不知道以哪个值为准。

//a.h
void Func(int a = 10);
 
  
//a.cpp
void Func(int a = 20)
{}

不能只在声明处给缺省参数,如下面的代码,如果只在声明处给缺省参数,在其他的文件中没有缺省参数,就不知是什么值。

//a.cpp
void Func(int a = 10)
{}
  
//b.cpp
void Func(int a)
{}

📋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!"

函数重载的概念

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。

函数重载的种类
  • 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;
    }

    int main()
    {
    cout << Add(1, 2) << endl;
    cout << Add(1.0, 2.0) << endl;
    }

上面的代码定义了两个同名的Add函数,但是它们的参数类型不同,第一个函数的两个参数都是int型,第二个函数的两个参数都是double型,在调用Add函数的时候,编译器会根据所传实参的类型自动判断调用哪个函数。

  • 参数个数不同

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

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

    int main()
    {
    Fun();
    Fun(1);
    return 0;
    }

  • 参数类型顺序不同

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

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

    int main()
    {
    Text(1, 'a');
    Text('a', 1);
    return 0;
    }

  • 有缺省参数的情况

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

    void Fun(int a = 10)
    {
    cout << "f(int a)" << endl;
    }

    int main()
    {
    Fun(); //无参调用会出现歧义
    Fun(1); //调用的是第二个
    return 0;
    }

上面代码中的两个Fun函数构成函数重载,编译可以通过,因为第一个没有参数,第二个有一个整型参数,属于上面的参数个数不同的情况。但是Fun函数存在一个问题:在没有参数调用的时候会产生歧义,因为有缺省参数,所以对两个Fun函数来说,都可以不传参。

注意:返回值的类型与函数是否构成重载无关。

C++支持函数重载的原理

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。

我们想理解清楚函数重载,还要了解函数签名的概念,函数签名包含了一个函数的信息,包括函数名、它的参数类型、他所在的类和名称空间以及其他信息。函数签名用于识别不同的函数。 C++编译器和链接器都使用符号来标识和处理函数和变量,所以对于不同函数签名的函数,即使函数名相同,编译器和链接器都认为他们是不同的函数。

Linux环境下采用C语言编译器编译后结果

可以看出经过gcc编译后,函数名字的修饰没有发生改变。这也就是为什么C语言不支持函数重

载,因为同名函数没办法区分。
采用C++编译器编译后结果

其中_Z是固定的前缀;3表示函数名的长度;Add就是函数名;i是int的缩写,两个i表示两个参数都是int类型,d是double的缩写,两个d表示两个参数都是double类型。C++就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。通过分析可以发现,修饰后的名称中并不包含任何于函数返回值有关的信息,因此也验证了上面说的返回值的类型与函数是否构成重载无关。

总结:

  1. C语言之所以没办法支持重载,是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。
  2. 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。

📋引用

引用的概念

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

int main()
{
    int a = 0;
    int& b = a;//定义引用类型,b是a的引用
    return 0;
}

注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

引用的特性
  • 引用在定义时必须初始化

    int main()
    {
    int a = 10;
    int& b; //错误的
    return 0;
    }

在使用引用时,我们必须对变量进行初始化。int& b = a;,这样的代码才是被允许的。

  • 引用不能改变指向

    int main()
    {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int& c = a;
    c = b;
    return 0;
    }

我们可以看到b和c的地址不同,所以c = b表示的不是c是b引用,而是是把b变量的值赋值给c引用的实体 ,c依旧是a的引用,所以引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体,也就是引用不能改变指向。

引用的使用场景

🎀做参数

引用做参数的意义:

  • 做输出型参数,即要求形参的改变可以影响实参
  • 提高效率,自定义类型传参,用引用可以避免拷贝构造,尤其是大对象和深拷贝对象

交换两个整型变量:

void Swap(int& num1, int& num2)
{
    int tmp = num1;
    num1 = num2;
    num2 = tmp;
}
 
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 10;
    Swap(a,b);
    return 0;
}

如上代码,我们可以使用引用做参数实现了两个数的交换,num1是 a 的引用,和 a 在同一块空间,对num1的修改也就是对 a 修改, b 同理,所以在函数体内交换num1和num2实际上就是交换 a 和 b 。以前交换两个数的值,我们需要传递地址,还要进行解引用,相对繁琐。
交换两个指针变量:

void Swap(int*& p1, int*& p2)
{
    int* tmp = p1;
    p1 = p2;
    p2 = tmp;
}
 
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 10;
    int* pa = &a;
    int* pb = &b;
    Swap(pa,pb);
    return 0;
}

如果用C语言来实现交换两个指针变量,实参需要传递指针变量的地址,那形参就需要用二级指针来接收,这显然十分容易出错。有了引用之后,实参直接传递指针变量即可,形参用指针类型的引用。

🎀做返回值

引用做返回值的意义:

  • 减少拷贝,提高效率。

  • 可以同时读取和修改返回对象

    int& add(int x, int y)
    {
    int sum = x + y;
    return sum;
    }

    int main()
    {
    int a = 5;
    int b = 10;
    int ret = add(a, b);
    cout << ret << endl;
    return 0;
    }

如上代码,我们使用传值返回 ,调用函数要创建栈帧,sum是add函数中的一个局部变量,存储在当前函数的栈帧中,函数调用结束栈帧销毁,sum也会随之销毁,对于这种传值返回,会生成一个临时的中间变量,用来存储返回值,在返回值比较小的情况下,这个临时的中间变量一般就是寄存器。

如上代码,传引用就是给sum起了一个别名,返回的值就是sum的别名,但是这里会出现问题,函数调用结束栈帧销毁,sum也会随之销毁,返回它的值再进行调用就是越界访问,打印出的值为随机值。

可是这里的值为什么是正确的呢?这是取决于编译器的,看编译器是否会对这块空间进行清理。

传值和引用性能比较

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。

struct A
{
    int a[100000];
};
 
void TestFunc1(A a)
{
    ;
}
 
void TestFunc2(A& a)
{
    ;
}
 
void TestFunc3(A* a)
{
    ;
}
 
//引用传参------------可以提高效率(大对象或者深拷贝的类对象)
void TestRefAndValue()
{
    A a;
    // 以值作为函数参数
    size_t begin1 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)//就是单纯的调用一万次这个函数传一万次参
        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);//这里直接传的是变量名
    size_t end2 = clock();
 
    //以指针作为函数参数
    size_t begin3 = clock();
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
        TestFunc3(&a);
	}
    size_t end3 = 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;
    cout << "TestFunc3(A*)-time:" << end3 - begin3 << endl;
}

值和引用的作为返回值类型的性能比较:

struct A
{
    int a[100000];
};
A a;//全局的,函数栈帧销毁后还在
 
// 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();//就让他返回不接收
    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;
}
 
int main()
{
    TestReturnByRefOrValue();
    return 0;
}
常引用

🎀 权限放大

int main()
{
    const int a = 10;
    int& b = a;
    return 0;
}

上面代码中,用const定义了一个常变量 a ,然后给a取一个别名 b ,这段代码在编译过程中出现了错误,这是为什么呢?

a 是一个常变量,是不可以被修改的,给 a 取别名为变量 b ,变量b没有用const修饰,所以不具有常属性,是可以被修改的,相当于权限的放大,这种情况是不允许的。正确的做法是:

int main()
{
    const int a = 10;
    const int& b = a;
    return 0;
}

🎀 权限缩小

int main()
{
    int a = 10;
    const int& b = a;
    return 0;
}

上面代码中,给一个普通的变量a取了一个别名b,这个b是一个常引用。这意味着,可以通过a变量去对内存中存储的数据进行修改,但是不能通过b去修改内存中存储的数据,但是b会跟着变。

引用和指针的区别
  • 引用在概念上定义一个变量的别名 ,指针存储一个变量的地址
  • 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空指针。
  • 在sizeof中的含义不同,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位机下占四个字节,64位机下占八个字节)。
  • 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,但是没多级引用
  • 访问实体方式不同。指针显式解引用,引用编译器自己做处理。
  • 引用比指针使用起来相对更安全。

📋内联函数

普通的函数在调用的时候会开辟函数栈帧,会产生一定量的消耗,在C语言中可以用宏函数 来解决这个问题,但是宏存在以下缺陷:复杂、容易出错、可读性差、不能调试 。为此,C++中引入了内联函数这种方法。.

内联函数的概念

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。

int Add(int x, int y)
{
    return x + y ;
}
 
int main()
{
    int ret = 0;
    ret = Add(3, 5);
    cout << ret << endl;
    return 0;
}

🎀内联函数

inline int Add(int x, int y)
{
    return x + y ;
}

内联函数在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

注意:在默认的Debug模式下,内联函数是不会展开的。

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,需要进行设置,设置过程如下:
内联函数的特征
  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。

📋auto关键字

随着程序越来越复杂,程序中用到的类型也越来越复杂,例如:

#include <vector>
#include <string>
 
int mian()
{
    vetcor<string> v;
    vetcor<string>::iterator it = v.begin();
    return 0;
}

vetcor<string>::iterator是一个类型,但是该类型太长了,特别容易写错。在C语言中,我们可以通过 typedef 给类型取别名,比如:

typedef vetcor<string>::iterator Map;

使用 typedef 给类型取别名确实可以简化代码,但使用 typedef 又会遇到新的问题。在编程时,常常需要把表达式的值赋值给变量,这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的类型。但这点有时很难做到,因此C++11给auto赋予了新的含义。

auto it = v.degin();
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, 但在C++11中: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。简单来说,auto会根据表达式自动推导类型

int main()
{
    int a = 0;
    auto b = a;
    auto& c = a;
    auto* d = &a;
    //typeid可用来查看变量类型
    cout << typeid(b).name() << endl;
    cout << typeid(c).name() << endl;
    cout << typeid(d).name() << endl;
    return 0;
}

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。

int main()
{
    auto a;    //要初始化
    return 0;
}
auto使用规则

🎀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

    int main()
    {
    int x = 10;
    auto a = &x;
    auto* b = &x;
    cout << typeid(a).name() << endl;
    cout << typeid(b).name() << endl;
    return 0;
    }

  • 用auto声明引用类型时,则必须加&

    int main()
    {
    int x = 10;
    auto& a = x;
    cout << typeid(a).name() << endl;
    return 0;
    }

🎀在同一行定义多个变量

当在同一行声明多个变量的时候,这些变量必须是相同的类型,否则编译器会报错,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。

int main()
{
    auto a = 10, b = 30;
    auto c = 15, d = 1.5;//该行编译失败,c和d的初始化类型不同
}
auto无法使用的场景

🎀auto不能作为函数的参数

//错误,编译器无法对x的实际类型进行推导
void Text(auto x)
{}
 
int main()
{
    int a=5;
    Test(a);
    return 0;
}

🎀auto不能作返回值

auto Test(int x)
{}

🎀auto不能直接用来声明数组

void Text()
{
    auto arr[] = { 1, 2, 3 };//错误写法
    int arr[] = {1, 2, 3}//这才是正确写法
}

📋基于范围的for循环

范围for的语法

我们在以前使用 for 遍历一个数组,会用下面这种方法:

int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for (int i = 0; i < size; ++i)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << 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。

int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for (auto e : arr)
    {
        cout << e << " ";
    }
    return 0;
}

依次取数组arr中的每个数赋值给e,e也就是数组中每个数的拷贝,所以e的改变不会影响数组中数的改变,想要改变数组的值,要使用引用。

int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for (auto e : arr)
    {
        e++;
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    for (auto e : arr)
    {
        cout << e << " ";
    }
    return 0;
}
范围for的使用条件
  1. for循环迭代的范围必须是确定的
  2. 迭代的对象要实现++和==的操作

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。

注意:以下代码就有问题,因为for的范围不确定

void Text(int arr[])//arr本质上只是一个地址,没有范围
{
    for (auto a : arr)
    {
        cout << a << endl;
    }
}

数组不能传参,数组传参传递的是数组首元素的地址

📋指针空值nullptr

在C/C++编程习惯中,我们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,我们都会把它置为空指针。

void Test()
{
    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:

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

下面这段代码的结果是什么呢?

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

程序本意是想通过 f(NULL) 调用 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。

注意:

  1. 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。
  2. 在C++11中,sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
  3. 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。

本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获,同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言,博主一定认真认真修改,以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。

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