【C++】C++入门的杂碎知识点

阳区欠2024-06-16 21:10

思维导图大纲：

namespac命名空间

  • 什么是namespace命名空间
  • namespace命名空间有什么用

什么是命名空间

namespace命名空间是一种域，它可以将内部的成员隔绝起来。举个例子，我们都知道有全局变量和局部变量，全局变量存在于全局域中，局部变量存在于局部域中，看下段代码 ，根据已经学习的知识我们都知道局部优先，所以输出会打印局部变量的数据。

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

// 全局域
int a = 10;

int main()
{
	// 局部域
	int a = 0;
	printf("%d", a);
}

由上述代码可以知道，不同的域可以存在相同名称的变量，而输出函数会优先在最近的域中寻找变量a，如果找不到才去全局找。那么有没有一种办法可以绕过局部域，打印全局域的变量a呢，答案是声明我们要打印的变量来源。

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

// 全局域
int a = 10;

int main()
{
	// 局部域
	int a = 0;
	printf("%d\n", a);
	// 在变量名称前加上:: 这样编译器就知道到全局域中寻找了
	printf("%d\n", ::a);
}

通过以上我们大概了解了域方面的知识，那么什么是namespac命名空间呢，简单的说就是一个我们可以自定义的域，在这个域中我们可以存放函数/变量等等，同时因为具有域的特性，我们在多人合作项目时，可以各种取一个命名空间，这样我们可以使用相同命名的函数或者变量了 。

namespace关键字，后面的ouyang1可以任意取名：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

// 命名空间
namespace ouyang1
{
	int a = 15;
}

namespace ouyang2
{
	int a = 20;
}

int main()
{
	printf("%d\n", ouyang1::a);
	printf("%d\n", ouyang2::a);
}

当然在你需要使用什么内部成员时声明一下就可以了 ，以下时使用不同成员声明的代码表述。

cpp 复制代码 
namespace ouyang
{
	// 变量
	int a = 10;
	// 函数
	int add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
	// 结构体
	struct student_name
	{
		char name[20];
	};
	// 枚举
	enum
	{
		red = 1,
		blue,
		yellow
	};

}

int main()
{
	printf("%d\n", ouyang::a);
	printf("%d\n", ouyang::add(1, 3));
	struct ouyang::student_name s1;
	printf("%d\n", ouyang::red);
	printf("%d\n", ouyang::blue);
	printf("%d\n", ouyang::yellow);

}

命名空间的作用：

命名空间可以防止命名冲突的发生，同时每一个命名空间都相当于一个域，访问需要声明获得权限，简单说就相当于我们所划定的领域，这样的设计可以使我们在团队项目中避免冲突发生。

命名空间的展开：

那么我们每次去使用命名空间时，都需要在前声明会不会有点麻烦，为了解决这一问题，c++语法中还包含了命名空间的展开，展开代码如下：

cpp 复制代码 
// 命名空间
namespace ouyang
{
	int a = 10;
}
// 命名空间的展开
using namespace ouyang;

展开命名空间，就相当于对编译器开放了该命名空间的访问权限，但是注意域的访问顺序还是存在先后的，首先编译器还是会到局部域中去寻找，其次才是全局域和命名空间域。

这种展开有好也有坏，好处是：我们可以随意访问命名空间内的成员，坏的一方面如果命名空间展开的成员过多，不可避免会产生命名冲突问题，如以下代码：

cpp 复制代码 
// 命名空间
namespace ouyang
{
	int a = 10;
}
// 命名空间的展开
using namespace ouyang;

int a = 0;

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

由于展开命名空间后，编译器访问全局域和命名空间域的优先程度一致，所以编译器无法区分究竟因该访问哪一个。

命名空间的局部展开：

为了防止展开太多出现以上情况，c++语法中又提出了局部展开，就是展开到特定的成员，这样可以大大降低了命名冲突带来的报错，也方便快速查找问题。

局部展开代码展示：

cpp 复制代码 
// 命名空间
namespace ouyang
{
	int a = 10;
	int b = 5;
}
// 命名空间的局部展开
using ouyang::b;

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

有了局部展开后，我们以后想访问命名空间的谁再去展开，这样既可以优化代码的冗长度，又可以很好的控制使用。

C++的输入输出

  • cout
  • cin
  • endl

前提：我们都知道c语言中使用输入输出函数scanf/printf需要包括头文件#include<stdio.h>,同样c++语法中使用以上的函数也需要包含头文件#include <iostream>。

cout输出符

上一个知识点我们了解了命名空间，c++在使用头文件时，为了避免命名冲突，也给其中的成员创建了命名空间域用于保护，如我们要使用的输入输出等等的函数都包含着命名空间std中。

注意：c++是在c语言的基础上衍生的，所以可以适用c语言的语法

代码使用方式：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	// 变量
	int a = 10;
	double b = 13.14;
	char c = 'a';
	// c语言的输入输出
	printf("C语言：");
	printf("%d %lf %c\n", a, b, c);
	// c++语言的输入输出
	// << 这个符号叫做流插入 / << 还有另外的一层意思就是左位移操作符
	// cout会自动识别类型输出
	cout << "C++:   ";
	cout << a << " " << b << " " << c << '\n';
}

cin输入符

cin输入符可以制动识别输入的数据类型存放到相应的变量之中。

代码演示：

cpp 复制代码 
int main()
{
	// 变量
	int a = 0;
	double b = 0;
	char c = 0;
	// 流提取
	cin >> a >> b >> c;
	cout << a << " " << b << " " << c <<endl;
}

注：endl符相当于换行

函数重载：

定义：在同一个域中，可以存在相同命名的函数，但是这些函数需要满足以下条件之一：

  • 1.参数的类型不同
  • 2.参数的个数不同
  • 3.参数的顺序不同

代码演示：

cpp 复制代码 
// 函数重载

// 全局域中，交换函数Swap
void Swap(int* a, int* b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}

void Swap(double* a, double* b)
{
	double tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}
int main()
{
	int num1 = 1, num2 = 2;
	double num3 = 1.1, num4 = 2.2;
	cout << "交换前：" << endl;
	cout << num1 << " " << num2 << " " << num3 << " " << num4 << endl;

	// 交换
	Swap(&num1, &num2);
	Swap(&num3, &num4);

	cout << "交换后：" << endl;
	cout << num1 << " " << num2 << " " << num3 << " " << num4 << endl;
	return 0;
}

以上是函数重载中的参数类型不同，以下还有参数数量不同，参数顺序不同：

cpp 复制代码 
// 参数数量不同

void print(int a, double b, char c)
{
	cout << "print(int a, double b, char c)" << endl;
}

void print(int a, double b)
{
	cout << "print(int a, double b)" << endl;
}

int main()
{
	print(1, 1.1, 'a');
	print(1, 1.1);
	return 0;
}
cpp 复制代码 
// 函数重载
// 参数顺序不同
void swap(int* a, double* b)
{
	cout << "swap(int* a, double* b)" << endl;
}

void swap(double* a, int* b)
{
	cout << "swap(double* a, int* b)" << endl;
}
int main()
{
	int num1 = 1;
	double num2 = 1.1;
	swap(&num1, &num2);
	swap(&num2, &num1);
	return 0;
}

引用

引用符号->&

引用的定义：引用相当于给变量取一个别名，就像张三，我们平日可能会叫他老张，张三，也可能会叫小张，但这些所有的称呼都指向一个人张三，引用的作用就是这样：

cpp 复制代码 
// 引用
int main()
{
	int a = 0;
	int& b = a;
	b++;
	cout << "a=" << a << " " << "b=" << b << endl;
	return 0;
}

以上代码我们可以看见，我们给变量a取了一个别名b，我们在使用b++的时候就相当于a++，所有最后的结果a=1。

权限放大和权限缩小问题

我们在给变量取别名的时候，可以通过别名对变量进行修改，但如果我们的变量由const修饰之后怎么办呢，这就涉及到权限放大和权限缩小问题

  1. 权限可以缩小，不可以放大
cpp 复制代码 
int main()
{
	// 权限放大不被允许
	const int a = 10;
	// int& b = a; // err

	// 权限缩小允许
	int a = 10;
	const int& b = a;
}
  1. 拥有常量属性的变量权限不可以放大。

如以下代码：

cpp 复制代码 
int main()
{
	int x = 1, y = 2;

	// int& c = x + y; // x+y这种临时变量具有常性 // err
	const int& c = x + y;
	return 0;
}

应用场景

  • 做参数
  • 做返回值

做参数可以在交换函数中替代指针的适用。

cpp 复制代码 
void Swap(int& a, int& b)
{
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}

int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	cout << a << " " << b << endl;
	Swap(a, b);
	cout << a << " " << b << endl;
}

做返回值可以用于接收结果。

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;
}

引用和指针的区别

    1. 引用在语法上不开空间，底层和指针一样需要开空间，但是我们应用层面默认为不开空间
    1. 引用必须初始化，而指针可以不用，或者指向空
  • 3.引用在初始化一个实体后，不能在改成别的实体，但是指针可以改变指向
  • 4.引用自加是实体加1，而指针加1，是指向的类型位置+1
  • 5.有多级指针，没有多级引用
  • 6.指针的大小由sizeof计算是固定的，区别是64位机器还是32位机器，但是引用的大小与引用的实体相关，比如说：引用的类型int，大小4字节；引用的类型double，大小8字节
  • 7.引用比指针安全
  • 8.访问方式上，指针需要解引用，但是引用不需要，编译器会自己处理

缺省参数

我们往往有时候在使用函数时会忘记传入参数，那么有没有一种办法在我们没有传参的情况下，函数可以使用默认的值进行传入使用呢？这就是缺省参数。

cpp 复制代码 
// 全缺省
// 传值按传值来，不传值按默认来
void print1(int a = 1, int b = 1, int c = 1)
{
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}

// 半缺省 -> 没有缺省的参数必须传值
void print2(int a, int b = 1, int c = 1)
{
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}

int main()
{
	print1();
	print1(10);
	print1(10, 20);
	print1(10, 20, 30);

	print2(10);
	print1(10, 20);
	print1(10, 20, 30);
	return 0;
}

注意： 缺省只能从右往左缺省，缺省参数不可以跳跃传参！

（不允许）跳跃传参的演示如下：

cpp 复制代码 
// 传值按传值来，不传值按默认来
void print1(int a = 1, int b = 1, int c = 1)
{
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}



int main()
{
	print1(, 10, );// err
	return 0;
}

内联函数

定义：和c语言中的宏类似，被修饰的函数不会去使用地址调用，只会在原地展开，这种内联函数只适用于代码量少，简单的函数，并且原地展开的请求只是对编译器的建议，如果函数过大，编译器可以默认不执行展开改为调用，同时由于是原地展开，内联函数无法声明与定义分离，会在链接时报错找不到函数的地址。

cpp 复制代码 
// 内联函数
inline int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int ret = add(1, 2);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

auto关键字

定义：自动识别变量类型

使用方式如下：

cpp 复制代码 
// auto 关键字
int main()
{
	auto a = 10;
	auto b = 13.14;
	auto c = 'a';
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
	return 0;
}

打印类型的函数typeid(变量名).name()

cpp 复制代码 
int main()
{
	int x = 10;
	auto a = &x;
	auto* b = &x;
	auto& c = x;
	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	*a = 20;
	*b = 30;
	c = 40;
	return 0;
}

范围for

代码展示如下：

cpp 复制代码 
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	for (auto x : arr)
	{
		cout << x << " ";
	}
	// 如果要改变arr中的值，使用&
	for (auto& x : arr)
	{
		x *= 2;
	}
	cout << endl;
	for (auto x : arr)
	{
		cout << x << " ";
	}
}

空指针nullptr

在c语言中我们已经了解了空指针NULL,但是在c++语法中实现时，却存在一个坑，c++语法中的NULL 定义为0 ，而不是（void*）0 ,就会导致以下代码情况。

cpp 复制代码 
void pint(int)
{
	cout << "void pint(int)" << endl;
}

void pint(int*)
{
	cout << "void pint(int*)" << endl;
}

int main()
{
	int i = 0;
	pint(i);
	pint(NULL);
	pint(nullptr);
}

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