C++入门基础，看这篇就足够了！

结衣结衣.2024-09-03 15:48

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文章目录

  • 0.前言
  • [1. C++的关键字](#1. C++的关键字)
  • 2.命名空间
    • [2.1 命名空间的定义](#2.1 命名空间的定义)
    • [2.2 命名空间的使用](#2.2 命名空间的使用)
  • [3. C++的输入与输出](#3. C++的输入与输出)
  • 4.缺省参数
    • [4.1 缺省参数的概念](#4.1 缺省参数的概念)
    • [4.2 缺省参数分类](#4.2 缺省参数分类)
  • [5. 函数重载](#5. 函数重载)
    • [5.1 函数重载概念](#5.1 函数重载概念)
    • [5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰（name Mangling）](#5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰（name Mangling）)
  • [6. 引用](#6. 引用)
    • [6.1 引用的概念](#6.1 引用的概念)
    • [6.2 引用的特性](#6.2 引用的特性)
    • [6.3 常引用](#6.3 常引用)
    • [6.4 使用场景](#6.4 使用场景)
    • [6.5 传值、传引用效率比较](#6.5 传值、传引用效率比较)
    • [6.6 引用和指针的区别](#6.6 引用和指针的区别)
  • [7. 内联函数](#7. 内联函数)
    • [7.1 概念](#7.1 概念)
    • [7.2 内联的特性](#7.2 内联的特性)
    • [7.3 内联与宏](#7.3 内联与宏)
  • [8. auto关键字（C++11）](#8. auto关键字（C++11）)
    • [8.1 类型别名思考](#8.1 类型别名思考)
    • [8.2 auto介绍](#8.2 auto介绍)
    • [8.3 auto的使用规则](#8.3 auto的使用规则)
    • [8.3 auto不能推导的场景](#8.3 auto不能推导的场景)
  • 9.基于范围的for循环（C++11）
    • [9.1 范围for的语法](#9.1 范围for的语法)
    • [9.2 范围for的使用条件](#9.2 范围for的使用条件)
  • [10. 指针空值nullptr](#10. 指针空值nullptr)
    • [10.1 C++98中的指针空值](#10.1 C++98中的指针空值)

0.前言

C++是在C语言的基础上，又容纳了许多面向对象的编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式，如果以及学习C语言后，对C++的学习也是很有帮助的。

C++补充C语言语法的不足，以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的，比如：作用域方面，IO方面，函数方面，指针方面，宏方面

1. C++的关键字

我们都知道C语言的关键词有32个，但是C++的关键词已经到达了63个。

如下：

asm do if return try continue
auto double inline short typedef for
bool dynamic_cast int signed typeid public
break else long sizeof typename throw
case enum mutalab static union wchar_t
catch explicit namespace static_cast unsigned default
char export new struct using friend
class extern operator switich virtual register
const false private template void true
const_cast float protected this volatile while
delete goto reinterpret_cast

2.命名空间

避免命名冲突是很重要的，在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都大量存在各式各样的名字，这些变量、函数和类的名称都存在于全局作用域中，可能会和你的变量、函数、类的名字冲突。为了避免这种情况，使用命名空间就有必要了，命名空间的出现就是为了解决命名冲突和命名污染 ，命名空间可以对标识符的名称进行本地化 。namesapce这个关键词就是为此而出现的。

c 复制代码 
//命名空间的作用
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//rand的头文件

int rand = 100;
int main()
{
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}
//C语言无法解决这种情况，为此C++提出了命名空间的方法来解决这一问题。
//报错：rand重定义，以前的定义是函数

2.1 命名空间的定义

为了定义命名空间我们需要用到namespace这个关键字。

语法：

cpp 复制代码 
namespace name
{
	//命名空间的成员：可以是变量/函数/类型
}

演示：利用命名空间解决rand的命名冲突

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//rand的头文件

namespace yui
{
	int rand = 100;
}
int main()
{
	printf("%d\n", yui::rand);//::是域作用限定符，作用就是找到yui内的rand
	return 0;
}
//打印结果
/*
100
*/

注意：一个命名空间就定义一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于改命名空间。

2.2 命名空间的使用

命名空间支持嵌套定义

cpp 复制代码 
namespace yui1
{
	namespace yui2
	{
		int tmp = 100;
	}
}
int main()
{
	printf("%d\n",yui1::yui2::tmp);
	return 0;
}

命名空间的3种使用方式

cpp 复制代码 
namespace yui
{
	int a = 1;
	int add(int x,int y)
	{
		return x+y;
	}
}
  1. 正常使用域作用限定符
cpp 复制代码 
int main()
{
	printf("%d\n",yui::a);
	printf("%d\n",yui::add(1,2));
}
  1. 使用using将命名空间内的某个成员放开
cpp 复制代码 
using yui::a;
int main()
{
	printf("%d\n",a);
	printf("%d\n",yui::add(1,2));
}
  1. 使用using namespace 将命名空间放开
cpp 复制代码 
using namespace yui
int main()
{
	printf("%d\n",a);
	printf("%d\n",add(1,2));
}

3. C++的输入与输出

我们都知道，C语言的输出和输出是：

c 复制代码 
scanf printf

作为C语言升级版的C++是否有新的输入输出方式？当然是有的，作为后辈的C++会以自己独特的方式向这个计算机世界打招呼的，如果你是第一次学C++的话，下面让我们来用C++的方式输出对世界的问候吧。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
int main()
{
	std::cout<<"Hello World!"<<std::endl;
	return 0;
}

说明：

1.使用cout标准输出对象和cin标准输入对象时，必须包含 <iostram>头文件，以及按命名空间使用方式使用std

2.cout和cin是全局的流对象，endl是C++符号，表示换行输出，他们都包含在<iostram>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输出输出时那样手动控制格式。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ostrean和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载的知识，在后续类和对象会讲，现在直接使用就可以了。

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，使用时只需要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（vc6.0）中支持<iostream.h>，后续编译器已不支持，因此推荐使用<iostream>+std的方式。

演示：

cpp 复制代码 
#include <iostram>
int main()
{
	int a;
	float b;
	char c;
	//自动识别变量类型
	std::cin>>a;
	std::cin>>b>>c;
	std::cout<<a<<std::endl;
	std::cout<<b<<' '<<c<<std::endl; 
	return 0;
}

提问：C++如何控制浮点数精度，控制整型输出进制格式。

回答：cout和cin有很多复杂的用法，是可以做到上述的要求的，但操作复杂容易忘。为了简单达到目的我们还是可以继续使用C语言的方法来达成目的。
std命名空间的使用习惯

std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理？

  1. 在日常练习中，可以直接使用using namespace std，方便有效。
  2. 如果不想把标准库全部暴露开，避免自己的定义和库重名的类型/对象/函数产生冲突问题。我们可以进行特点的命名空间展开，比如要分开cout，写using std::cout。

4.缺省参数

4.1 缺省参数的概念

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 。在调用函数时，如果没有指定实参采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。

演示：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
void test(int x = 100)
{
	cout<<x<<endl;
}
int main()
{
	test();//没有传参时，使用参数的默认值
	test(111);//传参数时，使用指定的实参
	return 0;
}

4.2 缺省参数分类

  1. 全缺省参数
cpp 复制代码 
void test(int a = 1,int b = 2,int c = 10)
{
	cout<<"a = "<<a<<endl;
	cout<<"b = "<<b<<endl;
	cout<<"c = "<<c<<encl;
}
  1. 半缺省参数
cpp 复制代码 
void test2(int a,int b = 2;int c = 10)
{
	cout<<"a = "<<a<<endl;
	cout<<"b = "<<b<<endl;
	cout<<"c = "<<c<<encl;
}

注意：

1.半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔给。

2.缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。

cpp 复制代码 
//声明
void test(int a = 10);
//定义
void test(int a = 20)
{
	//...
}
//具体的原因就是：如果缺省函数的缺省值在声明和定义中不同，编译器是很难判断使用哪个缺省值的
  1. 缺省值必须是常量或者全局变量。
  2. C语言不支持缺省值。

5. 函数重载

在中文语境中有些词语它就是一词多义的，人们通过上下文来判断词语的意思，即该词被重载了。

就比如说：以前有个笑话，我们国家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，一个是足球。前者"谁也赢不了"后者"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，这些函数的形参列表（参数个数或者类型或者类型顺序）不同，常用来处理功能类似数据类型不同的问题。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
//1.参数类型不同
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;
}
//2.参数个数不同
void test()
{
	cout<<"test()"<<endl;
}
void test(int a)
{
	cout<<"test(int a)"<<endl;
}
//3.参数类型顺序不同
void test2(int a,char b)
{
	cout<<"test2(int a,char b)"<<endl;
}
void test2(char b,int a)
{
	cout<<"test2(char b,int a)"<<endl;
}
int main()
{
	add(1,2);
	add(1.1,2.2);
	
	test();
	test(100);
	
	test2(10,'a');
	test2('a',10);
	
	return 0;
}

5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰（name Mangling）

为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？

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。

  1. 实际项目中通常是由多个头文件和多个源文件构成的，而通过C语言阶段学习的编译链接，我们可以知道，【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】，编译后链接前，a.o的目标文件中没有Add的函数地址，因为Add是在b.cpp中定义的，所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢？
  2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题的，链接器看到a.o调用Add，但是没有Add的地址，就会到b.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。
  3. 那么链接时，面对Add函数，链接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。
  4. 由于windows下vs的修饰规则过于复杂，而Linux下g++的修饰规则简单易懂，下面我们使用了g++演示这个修饰后的名字。
  5. 通过下面我们可以看到gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【__Z+函数长度+函数名+类型首字母】
  • 采用C语言编译器编译后的结果：
c 复制代码 
//file.c中的代码
#include <stdio.h>
int Add(int a,int b)
{
    return a+b;
}
void test(int a,double b,int*p)
{
   //... 
}
int main()
{
    Add(10,20);
    test(1,2,0);
    return 0;
}

结论：在Linux下，采用gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变。

  • 采用C++编译器编译后结果：

    结论：在Linux下，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。
  • windows下名字修饰规则

    总结：对比Linux会发现，Windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂，但道理类似。
  1. 通过这里就理解了C语言没办法支持重载，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地，只要参数不同，修饰出来地名字就不一样，那么就可以支持重载了。
  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。

6. 引用

6.1 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。

就像外号一样，尽管名字不同但人都是一个人。

语法：

cpp 复制代码 
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体
cpp 复制代码 
#include <cstdio>

void test()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;//定义引用类型
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", &ra);
}

int main()
{
	test();
	return 0;
}
//打印结果:
/*
009EFDE0
009EFDE0
*/

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的。

6.2 引用的特性

  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，就不能再引用其他实体。
cpp 复制代码 
void test()
{
	int a = 10;
	//int& ra;//引用在定义时必须初始化,否则报错
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", &ra);
	printf("%p\n", &rra);
}
//打印结果:
/*
00AFF9A0
00AFF9A0
00AFF9A0
*/

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，10为常量
	const int& b = 10;
	double d = 3.14;
	//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
cpp 复制代码 
void Swap(int& left,int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
  1. 做返回值
cpp 复制代码 
int& Count()
{
	static int n = 0;
	n++;
	//...
	return n;
}

观察下来代码，会输出什么结果？

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int& add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = add(2, 3);
	add(4, 5);
	cout << "add(2,3) is :" << ret << endl;
	return 0;
}
//打印结果
/*
add(2,3) is :9
*/

函数运行时，系统需要给函数开辟独立的栈空间，用来保存函数的形参，局部变量以及一些寄存器信息等。

函数运行结束后，该函数对应的栈空间就被系统回收了。

空间被回收指该栈空间暂时不能使用，但是内存还在，比如：上课申请教室，上完课之后教师归还给学校，但是教室本身还在，不能说归还后，教室就消失了。

注意：如果函数返回了，出了函数作用域，如果返回对象还在（没有还给系统），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 传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回类型，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拷贝，因此用值作为参数或者返回类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或返回类型非常大时，效率就更低。

演示：效率对比，值和引用作为参数类型的性能对比

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;
struct  A
{
	int a[10000];
};
void TestFunc(A a)
{

}
void TestFunc2(A& a)
{

}
int main()
{
	A a;
	//以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
	{
		TestFunc(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);
	}
	size_t end2 = clock();
	//分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "Testfunc(A) time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "Testfunc2(A&) time:" << end2 - begin2 << endl;
	return 0;

}
//打印结果        
/*
Testfunc(A) time:12
Testfunc2(A&) time:0
(单位毫秒)
*/

演示：值和引用的作为返回类型的性能对比

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;
struct  A
{
	int a[10000];
};
struct A a;
//值返回
A TestFunc()
{
	return a;
}
//引用返回
A& TestFunc2()
{
	return a;
}
int main()
{
	//以值作为函数的返回类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
	{
		TestFunc();
	}
	size_t end1 = clock();

	//以引用作为函数的返回类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
	{
		TestFunc2();
	}
	size_t end2 = clock();
	//分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "Testfunc(A) time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "Testfunc2(A&) time:" << end2 - begin2 << endl;
	return 0;
}
//打印结果
/*
Testfunc(A) time:25
Testfunc2(A&) time:1
*/

结论：通过上述的代码可以清楚的发现，传值和传引用在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。

6.6 引用和指针的区别

在语法层面上呢，引用就是一个别名，没有独立空间，和其被引用体共用一块空间。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int val = 100;
	int& rval = val;
	cout<<"&val = "<<&val<<endl;
	cout<<"&rval = "<<&rval<<endl;
	return 0;
}
//打印结果
/*
&val = 003AFB98
&rval = 003AFB98
*/

但是呢，在底层方面实际是由空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	ra = 20;
	int* pa = &a;
	*pa = 20
	return 0;
}

反汇编：

可以看到操作是类似的。

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，指针就没有要求。
  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，而指针可以再任何时候指向任何一个同类型实体。
  4. 没有NULL引用，但是又NULL指针
  5. 再sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但是指针始终是地址空间所占字节数个（根据所在平台确定，如32位平台占4个字节）
  6. 引用自加即引用的实体加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小。
  7. 由多级指针，但是没有多级引用。
  8. 访问实体方式不同，指针需要显示解引用，引用编译器自己处理。
  9. 引用比指针使用起来相对安全。

7. 内联函数

7.1 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。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int add(int a,int b)
{
	return a+b;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = add(10,20);
	return 0;
}

如果在上述函数前加上inline关键字将其改为内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
inline int add(int a,int b)
{
	return a+b;
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = add(10,20);
	return 0;
}

7.2 内联的特性

  1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将会是将函数当成内联函数处理，在编译阶段会使用函数体替换调用，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，不同的编译器关于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。

一般来说，内联机制用于优化规模较小、流程直接、频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联递归函数，而且一个75行的函数也不可能在调用内联地展开。

  1. 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，链接就找不到了。
cpp 复制代码 
//test.h
#include <iostream>
using namespace std;

inline void test(int x);
//test.c
#include "test.h"
void test(int x)
{
	//...
}
int main()
{
	test(1);
	return 0;
}
//链接错误

7.3 内联与宏

宏的优点：

  1. 增加代码的复用性
  2. 提高性能
    缺点：
  3. 不方便调试宏。
  4. 导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
  5. 没有类型安全的检查。
    内联就是C++用来替换宏工作的。具有宏的优点还修复了宏不能调试的缺点。

8. auto关键字（C++11）

8.1 类型别名思考

随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：

  1. 类型难以拼写。
  2. 含义不明确导致容易出错。
    可能你觉得也没啥啊，也就是几个字符而已，但是如果在使用STL库后变量的类型就会变得很长。
cpp 复制代码 
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
	unordered_map<string,string> cnt = {{"apple","苹果"}};
	unordered_map<string,string>::iterator it = cnt.begin();//迭代器
	//...
	return 0;
}

unordered_map<string,string>::iterator还是比较长的。再没熟练前要敲出来还是容易敲错的。可能有人会想到利用typedef.

cpp 复制代码 
typedef unordered_map<string,string> u_map;
int main()
{
	u_map cnt = {{"apple","苹果"}};
	u_map::iterator it = cnt.begin();//迭代器
	//...
	return 0;
}

使用typedef给类型取别名确实可以简化代码，但是如果复杂的类型特别多，一个个写typedef也有点麻烦了。为了把表达式的值赋给变量，就需要在声明变量的时候清楚地知道表达式地类型，然而有时候确实做不到这点，因此C++11给auto赋予了新地意义。

8.2 auto介绍

在早期C/C++中的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，但遗憾的是一直没有人去使用它。

C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义：auto不再是一个存储类型的指示符，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再编译期间推导而得。

cpp 复制代码 
#include <string>
#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
	unordered_map<string,string> cnt = {{"apple","苹果"}};
	unordered_map<string,string>::iterator it = cnt.begin();//迭代器
	auto it2 = cnt.begin();
	int a = 0;
	auto b = a;
	auto c = 'c';
	cout<<typeid(b).name()<<endl;
	cout<<typeid(c).name()<<endl;
	//cout<<typeid(it2).name()<<endl;打印出来太长了
	//...
	return 0;
}
//打印结果：
/*
int
char
*/

注意：使用auto定义变量时，必须对其初始化，在编译阶段编译器要根据初始化表达式来推导auto得实际类型，因此auto并非是一种"类型"得声明，而是一个类型声明时得"占位符"，编译器在编译时，会将auto替换位变量实际的类型。

8.3 auto的使用规则

  1. 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，但是auto声明引用类型时必须加&。
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
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;
}
//打印结果
/*
int *
int *
int
*/
  1. 在同一行定义多个变量
    当在同一行声明多个类型时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，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。
cpp 复制代码 
void testauto()
{
	auto a = 1,b = 2;
	auto c = 3,d = 4.0;//该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同。
}

8.3 auto不能推导的场景

  1. auto不能作为函数的参数
cpp 复制代码 
void testauto(auto x)
{
	//...
}
//此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对x的实际类型进行推导。
  1. auto不能直接用来声明数组
cpp 复制代码 
void testauto2()
{
	int a[] = {1,2,3};
	auto b[] = {1,2,3};//会报错
	//...
}
  1. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留auto作为类型指示符的用法
  2. auto在实际中常见的优势用法就是跟以后会用到的范围for中使用。

9.基于范围的for循环（C++11）

9.1 范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行。

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int arr[5] = {1,2,3,4,5};
	for(int i = 0;i<5;++i)
	{
		arr[i] += 2;
	}
	for(int i = 0;i<5;++i)
	{
		cout<<arr[i]<<' ';
	}
	return 0;
}

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，有时候还会犯错，因此C++11中引入的基于范围的for循环。

语法：

cpp 复制代码 
for(迭代的变量:迭代的范围)

演示：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int arr[5] = {1,2,3,4,5};
	for(int x:arr)
	{
		cout<<x<<' ';
	}
	cout<<endl;
	for(int& x:arr)
	{
		cout<<x<<' ';
	}
	cout<<endl;
	for(auto x:arr)
	{
		cout<<x<<' ';
	}
	return 0;
}

注意：与普通循环类似，可以用continue和break。

9.2 范围for的使用条件

  1. for循环迭代的范围必须是确定的
    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的用法，begin和end就是范围for循环迭代的范围。
  2. 迭代的对象要实现++和===的操作。（关于迭代器这个问题，在未来类和对象的文章中）

10. 指针空值nullptr

10.1 C++98中的指针空值

在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时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，我们基本按照如下方式进行初始化。

cpp 复制代码 
void testprt()
{
	int* p1 = NULL;
	int* p2 = 0;
	//...
}

NULL其实就是个红宏，现在让我们转到定义看看。

cpp 复制代码 
#ifndef NULL
    #ifdef __cplusplus
        #define NULL 0
    #else
        #define NULL ((void *)0)
    #endif
#endif

可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采用那种定义，在使用空值的指针，都不可避免的遇到一些问题：

cpp 复制代码 
void f(int x)
{
	cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int* x)
{
	cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
	f(0);//进入f(int x)
	f(NULL);//进入f(int x)
	f((int*)NULL);//进入 f(int* x)
	return 0;
}

程序的本意是想通过f(NULL)调用指针版本的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既可以是一个整型数字，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整型常量，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作为关键字引入的。
  2. 在C++11中，sizeof(nullptr)与sizeof((void*)0)所占字符数相同。
  3. 为了提高代码的健壮性，在以后的C++学习中表示空值时建议使用nullptr
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