C++入门基础,看这篇就足够了!

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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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