c++与c

命名空间的设置：

避免冲突

命名空间：

如果将变量全部定义在全局可能不安全，都可以进行修改。

如果将变量定义在局部，当出了大括号就不能使用。

所以说在定义一个命名空间的时候

定义函数，变量，命名空间，都称为命名空间中的实体

//命名空间的定义方式
namespace hh
{
int val1 = 0;
char val2;
}// end of namespace hh

大括号后面可以加；也可以不加

定义的时候是没有缩进的，可以在最后一行添加注释使得结尾更加清晰

命名空间的使用方式：三种方式

1.作用域限定符

例如使用std命名空间中的cout 使用std::cout

准确但是繁琐

如果命名空间中套命名空间，需要 :: ::

2.using编译指令 using name space

尽量写在局部，既可以在局部（放在{}中）使用保证在用到的时候才能出来

可能会出现的问题是可能会和全局变量名出现冲突，借助于方式一作用域限定符帮助确定

当不清楚命名空间中的具体情况的时候，不要使用using，因为可能出现命名空间中的实体和自定义的变量和函数出现冲突。

3.using声明机制

初学阶段使用using声明机制，需要什么就添加什么，避免出现using冲突，同时避免每次使用加::

using std::cout;

using std::endl;

仍然是建议将using声明语句放在局部作用域中

【注意】即使命名空间中实体与全局位置实体重名，在局部位置也遵循"就近原则"形成屏蔽

#include <head.h>

int num = 10;

void test0(){
    //using声明语句
    using wd::num;
    using wd::func;//直接写函数名，不加括号

    //即使全局作用域存在同名的实体
    //此处也可以形成屏蔽效果
    //访问到时wd::num
    cout << "wd::num:" << num << endl;
    func();
}

int main(){
    test0();    
}

对比使用using编译机制如果全局变量和namespace中变量名字相同会出现冲突，但是使用using声明机制在局部使用的时候会对于全局变量形成屏蔽。

命名空间的嵌套使用

//嵌套命名空间设置
namespace wd
{
int num = 100;

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

namespace cpp
{
int num = 200;

void func(){
    cout << "cpp::func" << endl;
}
}//end of namespace cpp

}//end of namespace wd


//调用方式
//方式一，使用作用域限定精确访问实体
void test0(){
    cout << wd::cpp::num << endl;
    wd::cpp::func();
}

//方式二，using编译指令一次性引入cpp的实体
void test1(){
    using namespace wd::cpp;
    cout << num << endl;
    func();
}

//方式三，using声明语句
void test2(){
    using wd::cpp::num;
    using wd::cpp::func;
    cout << num << endl;
    func();
}

【注意】在using编译机制中，指明使用哪一个命名空间的需要具体

匿名命名空间（与有名命名空间合在一起称为有名命名空间）

匿名命名空间和static定义的静态有点像，不会被跨文件使用到

匿名空间中的变量以及函数的使用，直接用就可以不像有名空间三种方式。

【注意】全局变量和匿名空间同名的变量和函数时，也就是冲突的时候，会有问题！！

【注意】如果使用::作用域限定符，也无法访问到匿名空间中重名的实体，只能访问到全局的实体。

跨模块调用

（1）跨模块调用函数和变量

【注意】如果是在一个文件中定义一个static变量或者函数那么也不能通过extern引入

【注意】匿名空间同理，这两类只能从本模块使用，不能跨模块使用

1. 可以定义在头文件中，是现在别的文件，然后在该文件中直接调用就可以

出现的问题就是把头文件中的内容全部引入进来，开销比较大

2. 可以使用extern的方式，

//externA.cc
int num = 100;

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

//externB.cc
extern int num;//外部引入声明
extern void print();
void test0(){
cout << num << endl;
print();
}

告诉编译器我这有一个缺口，可以进行编译，但是谁来编译填补这个缺口，是在链接的时候确定

g++ externA.cc externB.cc

【注意】大型项目使用的方式往往还是头文件的方式实现，小型文件使用extern方式。因为跨模块调用的关系不清晰，容易出错，比如说如果说多个文件都有同一个变量会出现冲突，外部引用时

（2）跨模块调用有名命名空间

【注意】不能直接用extern wd::val直接引用，需要在该文件中依然定义一个同名命名空间，在文件中使用extern int val；

【注意】在不同的文件中多次定义同名命名空间，多次定义都是放在这一个命名空间中。

【注意】不能跨模块调用匿名命名空间

命名空间中的内容可以进行定义或者声明，命名空间中不能使用实体，也不能对于声明的实体赋值。

命名空间的作用：

1.避免冲突的作用

2. 版本控制，一个版本中的代码保存在一个命名空间中另一个命名空间中

3. 声明主权的作用，命名空间名字（很特别的命名方式）注释可以表明是谁的

命名空间的使用方式：

1. 最好放在命名空间中，而不是全局

2. 尽量在局部使用而不是全局

3. 如果非要使用using编译指令，建议放在所有#include预编译指令后

4. 不要在头文件中使用using编译指令，这样，使得可用名称变得模糊，容易出现二义性

【注意】头文件的使用规则include多个头文件，首先放自定义的头文件，再放C的头文件，再放C++的头文件，最后放第三方库的头文件。

const关键字

const修饰内置类型(系统原有的int)

书写方式：const int num = 10; int const num = 10;对于int和double来说效果是一样的。

使用方式：const关键字必须在一开始的时候就进行赋值，也是一个变量

与宏定义的比较：1.宏定义是在预处理的时候进行替换，const是在编译的时候进行处理 2.宏定义不能明确指明类型容易出错

【重点】const修饰指令类型

对于指针而言不同的书写方式会得到不同的效果。

int num1 = 10;
const int * p = &num1;
//可以修改指向不能修改指向的内容

num1 = 20;
//这样也是可以的

int const * p = &num1;
//这样也是一样的效果
//point to const 就是指针指向一个const类型元素，也就是不能修改元素值
//理解为围着int转不能修改值


const int num3 = 1;
const int * p2 = &num3;
//此处设置指针的时候必须要加上const

int num2 = 1;
p2 = &num2;
//const 指针也可以修饰非常量类型数据

int num1 = 10;
int * const num = &num1;
//可以通过指针修改指针指向的内容，但是不能修改指向
//称为常量指针 const to point  
//可以从右向左看，先看到const再看到*

const int num3 = 1;
int * const p2 = &num3;//error
//因为这样定义的时候会理解为可以修改p2指向的内容，但是这个地方在定义num3的时候是不能改变值
//所以这样得话是会报错的


const int num3 = 1;
const int * const p2 = &num3;
//双重const无论是是值还是指向都是不改变的

区分：数组指针和指针数组

int arr[3] = {2, 3, 4};
arr 是指向第一个元素的地址
&arr是指向整个数组的指针
int *p = arr;      //首元素指针
int (*p)[3] = &arr;//数组指针
//使用数组指针获取元素
for(int i = 0; i < num; i++){
    cout << (*p)[i] << endl;
}
//下标的优先级是比较高的，所以说对于解引用加括号


//指针数组
//元素为指针的数组
void test5(){
    int num1 = 4, num2 = 5, num3 = 6;
    int * p1 = &num1;
    int * p2 = &num2;
    int * p3 = &num3;
    int * arr[3] = {p1,p2,p3};
    for(int idx = 0; idx < 3; ++idx){
        cout << *arr[idx] << " ";
    }
    cout << endl;
}

函数指针和指针函数

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

void show(){
    cout << "show()" << endl;
}
int display(int x,int y){
    return x + y;
}

//函数指针
void test6(){
    //定义函数指针时要确定指向的函数类型和参数信息
    void (*p)() = print;
    p();

    //完整写法
    void (*p2)() = &print;
    (*p2)();

    /* p2 = display; */
    p2 = show;
    p2();

    int (*p3)(int,int) = &display;
    cout << (*p3)(4,5) << endl;
}

//指针函数
//要确保返回的指针所指向的变量的生命周期
//比函数的生命周期更长
int Num = 600;

int * f(){
    return &Num;
}

void test7(){
    cout << *f() << endl;
}

【注意】函数指针需要注意就是返回值的类型和参数的类型，需要是对应的

指针函数：返回值是一个指针

【注意】不能只能返回在局部定义（栈）的变量的指针会指向一个已经销毁的变量的地址，也就是确保返回的指针的声明周期比该函数的生命周期时间更长

new和delete

申请变量int char

int *p2 = new int(); // 在括号中是进行赋初值，有时会出现兼容性不强的int *p2 = new int同样的效果

cout << *p2 ; //如果没有进行赋初值的话就初始化为0，char类型是NULL

【对比】在c语言中int *p = (int *)malloc(sizeof(int))，需要说明申请大小，以及还需要进行类型的转换

1. new是一个表达式，没有括号。返回相应类型的指针，可以传参初始化也可以默认初始化为默认值

2.malloc对应相反。

借助于memcheck来确定内存损失多少内存，主要使用1，2，4情况

1）绝对泄漏了；（2）间接泄漏了；（3）可能泄漏了，基本不会出现；（4）没有被回收，但是不确定要不要回收；（5）被编译器自动回收了，不用管

间接泄漏的情况就是自定义的对象可能泄漏的情况

【注意】通过new获得内存空间也可以free释放内存，但是不匹配不要使用

申请数组空间

int * p = new int[3]();

for(int i = 0; i < 3; i++){

cout << p[i] << " ";

}

如果需要赋初值的话

int *p = new int[3]{1,2};

对于字符串的处理

char *p = new char[4]();需要多申请一个空间通过默认\0字符表示字符串的结束

const char *p = new char[4]{"hello"}; cout << p << endl;可以进行赋初值

输出流运算符对于char*指针有默认重载功能，当cout << p char指针的时候，会输出字符串。

cout其他类型的指针，会返回地址

堆上空间写入字符串方式
const char *p = "hello world!";
char *p2 = new char[strlen(p) + 1]();
strcpy(p2, p);
cout << p2 ;
delete [] p;

回收空间的注意事项

1.申请和回收形式尽量一致，存在无法正常free的问题

malloc-----free

new--------delete

new char[5] --- delete [ ] p;

2. 安全回收指针的方式

当free的时候指针指向的内容是无效的，但也可以访问，在运行时会报错

所以说每次在使用完以后就将指针置位nullptr，更加安全，如果在访问的时候在编译时就会报错

引用（最重要）（就是对于变量进行取别名，对于两者的操作是一样的相当于作用在一个实体）

引用的底层本质就是一个指针，只是不能更改指向。

//定义方式：    类型 & ref = 变量；
int number = 2；
int & ref = number;

【注意】

1.是引用符号&，此除非取地址

2.引用类型和绑定的类型相同

3.声明引用的时候必须对于引用进行初始化，否则编译报错

一个实体可以有多个引用，也可以在引用的基础上再引用

4. 引用一经绑定，无法更改绑定。引用的地址和原数据的地址是相同的

//上面的情况就是赋值而没有进行更改绑定

引用的本质

C++中的引用本质上是一种被限制的指针。

多定义一个指针，多占据存储空间。编译器拒绝访问引用，也不能访问这个指针所在的地址只会返回本题的地址，但是实际上占据了一个指针大小的地址。

引用变量会占据存储空间，存放的是一个地址，但是编译器阻止对它本身的任何访问，从一而终总是指向初始的目标单元。在汇编里，引用的本质就是"间接寻址"。

引用和指针的联系和区别

联系：都有地址的概念，引用时一个受限的指针

区别：引用必须进行初始化，引用不能修改绑定，引用表面对于引用取地址也只是可以取到变量的地址

引用的使用：引用作为函数的参数（重点）

引用传递不会发生复制，效果和指针传递效果相同，就是对于变量本身进行操作。

//例如swap函数
int swap(int & a, int & b){
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

问题：一个自定义的对象，如果占据空间比较大的话，就可以使用引用传递的方式。

需要改变传入参数的时候可以使用引用本身就相当于常量指针

void func（int &ref）{
    ref = 100;
}
//如果不想在这个函数体修改ref对应的数据
void func（const int &ref）{
    ref = 100;
}

当数据比较大的时候需要使用引用避免减少效率，同时又可以像值传递一样避免修改。

引用作为函数的返回值

int  func(){
    //...
    return a;   //在函数内部，当执行return语句时，会发生复制 
}   

int & func2(){
     //...
    return b;   //在函数内部，当执行return语句时，不会发生复制
}  

在第一种情况下是返回一个临时值，是一个右值，是不能取地址的。

但是在第二种情况下是左值，执行return 语句时并没有发生复制，返回的是绑定到本题的引用，对于本体的任何操作都可以对于引用。

【注意事项】

1. 不要返回局部变量的引用，生命周期需要比函数更长

2. 不要轻易返回一个堆上空间的指针，容易出现内存泄漏

//下述是对于堆上的空间的处理

泄漏12字节，每次调用func2就会泄漏4个字节，调用几次就new了几次。

这样话，也不能释放堆上的空间，因为需要返回一个值所以不能在函数内部delete

但是后面回收的时候就访问不到那个堆上的变量了。

可以通过这样的方式来实现使用堆上的空间：直接就是引用接收函数值

引用的作用

引用的主要作用就是用于作为参数传递的，不会产生副本并且使用const更安全，底层的实现和指针类似但是比指针更简洁。

强制转换

c语言的这种强制类型转换是不安全的

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

void test0(){
    const int num = 10;
    const int * p = &num;
    /* int * p1 = (int*)p; */
    /* *p1 = 100; */
    //c语言的类型转换比较强大，可以将const指针转换为非const
    //这个时候就可以对于数据进行改变数值
    
    //static_cast相比于C风格的类型转换
    //不安全的转换直接不允许
    //1.比较安全
    //2.方便查找
    /* int * p2 = static_cast<int*>(p); */
}

void test1(){
    int * p = (int*)malloc(sizeof(int));
    *p = 1;

    //<>中是目标类型
    //()中是待转换的内容
    int * p2 = static_cast<int*>(malloc(sizeof(int)));
    *p2 = 2;
}


int main(void){
    test0();
    return 0;
}

c++中的这种类型转换可能更加安全一些，不需要这种情况存在，一般不会使用。

static_cast可以限制一些类型转换，可以方便查找当查找这样的关键字的时候。

实际上工作中还是使用c风格转换