C++_day2

跟着杰哥学嵌入式2024-11-04 5:09

目录

[1. 引用 reference（重点）](#1. 引用 reference（重点）)

[1.1 基础使用](#1.1 基础使用)

[1.2 特性](#1.2 特性)

[1.3 引用参数](#1.3 引用参数)

[2. C++窄化（了解）](#2. C++窄化（了解）)

[3. 输入（熟悉）](#3. 输入（熟悉）)

[4. string 字符串类（掌握）](#4. string 字符串类（掌握）)

[4.1 基础使用](#4.1 基础使用)

[4.2 取出元素](#4.2 取出元素)

[4.3 字符串与数字转换](#4.3 字符串与数字转换)

[5. 函数](#5. 函数)

[5.1 内联函数 inline（掌握）](#5.1 内联函数 inline（掌握）)

[5.2 函数重载 overload（掌握）](#5.2 函数重载 overload（掌握）)

[5.3 函数的参数默认（缺省）值（掌握）](#5.3 函数的参数默认（缺省）值（掌握）)

[5.4 哑元函数（熟悉）](#5.4 哑元函数（熟悉）)

本章主要讲解非面向对象的升级。

1. 引用 reference（重点）

1.1 基础使用

引用就是某个变量或常量的别名，对引用进行操作与操作原变量或常量完全相同。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
    int a = 1;
    int& b = a; // b是a的引用
    b++;
    cout << a << " " << b << endl; // 2 2
    cout << &a << " " << &b << endl; // 0x61fe88 0x61fe88

    return 0;
}

1.2 特性

  • 可以改变引用变量的值，但是不能再次成为其他变量的引用。
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
    int a = 1;
    int& b = a; // b是a的引用
    int c = 8;
    b = c; // 仅仅是赋值，b仍然是a的别名
    cout << a << " " << b << " " << c << endl; // 8 8 8
    cout << &a << endl; // 地址1
    cout << &b << endl; // 地址1
    cout << &c << endl; // 地址2
//    &b = c; 错误
//    int& b = c; 错误

    return 0;
}
  • 声明引用时，必须初始化。
  • 声明引用时，初始化的值不能为NULL。
  • 声明引用时，初始化的值可以是纯数值，但是此时引用需要使用const修饰，表示常引用，不允许修改引用值。
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
//    int& b = 123; 错误
    const int& b = 123; // 常引用
    cout << b << endl; // 123
//    b++; 错误

    return 0;
}
  • 可以将变量引用的地址赋值给一个指针，此时指针指向的还是原来的变量。
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
    int a = 1;
    int &b  = a;
    int* c = &b;
    cout << *c << endl; // 1
    cout << c << " " << &a << endl; // 0x61fe84 0x61fe84

    return 0;
}
  • 可以建立指针变量的引用。
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
    int a = 1;
    int* b = &a;
    int*& c = b; // c是b的引用
    cout << c << " " << b << " " << endl; // 0x61fe88 0x61fe88
    cout << *c << endl; // 1

    return 0;
}
  • 可以使用const修饰引用，表示常引用，此时不允许改变引用的值，但是可以改变原变量。
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
    int a = 1;
    const int& b = a; // b是a的常引用
//    b++; 错误
    a++;
    cout << b << endl; // 2

    return 0;
}

1.3 引用参数

【思考题】写一个函数，功能为交换两个int变量参数的数值。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

/**
 * @brief swap1 错误的交换方式
 */
void swap1(int a,int b)
{
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;
    cout << a << endl; // 2
    cout << b << endl; // 1
}

/**
 * @brief swap2 C的交换方式
 * 指针比较复杂繁琐
 */
void swap2(int* a,int* b)
{
    *a = *a ^ *b;
    *b = *a ^ *b;
    *a = *a ^ *b;
}

/**
 * @brief swap3 使用引用参数传递，方便简洁
 */
void swap3(int& a,int& b)
{
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;
}


int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    swap1(a,b);
    cout << a << endl; // 1
    cout << b << endl; // 2
    swap2(&a,&b);
    cout << a << endl; // 2
    cout << b << endl; // 1
    swap3(a,b);
    cout << a << endl; // 1
    cout << b << endl; // 2

    return 0;
}

使用引用作为函数参数时，不产生副本，可以使参数传递的效率提升，相比指针又更加简洁。

需要注意的是：

引用参数应该在内被const修饰的情况下，尽量使用const修饰，以达到引用参数的安全性。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

void show(const int& a,const int& b)
{
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
}


int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    show(a,b);
    cout << a << endl;

    return 0;
}

2. C++窄化（了解）

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    double a = 123234.8;
    int b = (int)a; // C强制类型转换格式
    int c(a); // C++格式
    cout << b << endl;
    cout << c << endl;
    int d{a}; // C++11格式：可以给出数据窄化警告
    cout << d << endl;

    return 0;
}

3. 输入（熟悉）

在C++中使用cin进行键盘输入，与cout一样支持连续操作。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a;
    double b;
    string c; // C++的字符串类型

    cout << "依次输入整型、浮点型与字符串类型：" << endl;
    // 连续输入三个数据，分别给abc三个变量
    cin >> a >> b >> c;
    cout << "您输入的数据是：" << endl;
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    cout << c << endl;

    return 0;
}

如果想输入空格，可以使用getline函数，可以一次获得一行的数据：

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string s;
    cout << "请输入一行字符串，可以包含空格：" << endl;
    getline(cin,s);
    cout << "您输入的数据是：" << endl;
    cout << s << endl;

    return 0;
}

4. string 字符串类（掌握）

4.1 基础使用

string不是C++本身的基本数据类型，而是在C++标准库std中的一个字符串类。

在使用时需要引入头文件<string>，而不是<string.h>，string用于在绝大多数情况下代替char*，不必担心内存是否足够、字符串长度等问题。

string内部集成的函数可以完成绝大多数情况下字符串的操作。

string支持多种遍历方式：

  • for循环
  • for-each循环（C++11）
  • 迭代器（后面讲）
cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "fsdhfjdhsjkf";
    // size和length效果完全相同
    cout << "字符串长度：" << s.size()
         << " " << s.length() << endl;

    cout << "for循环遍历：" << endl;
    for(int i = 0;i<s.size();i++)
    {
        cout << s[i] << " ";
    }

    cout << endl << "for-each遍历：" << endl;
    for(char i:s)
        cout << i << " ";

    return 0;
}

4.2 取出元素

在C++中除了使用[]取出元素外，还可以使用at函数取出元素。

在绝大多数情况下，更推荐使用at函数取出元素，因为at函数更安全，但是[]性能更好。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "fsdhfjdhsjkf";
    cout  << s[1] << endl; // 's'
    // at函数
    cout << s.at(1) << endl; // 's'

//    cout << s[-100] << endl; // '\0'或乱码
    cout << s.at(-100) << endl; // 检测到越界则终止运行

    cout << "主函数结束" << endl;
    return 0;
}

4.3 字符串与数字转换

转换方式有很多种，在此使用的是字符串流。

整数 → 字符串

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <sstream> // 头文件

using namespace std;

int main()
{
    int i = 2323;
    stringstream ss;
    ss << i;
    string s = ss.str();
    cout << s << endl;

    return 0;
}

字符串 → 整数

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <sstream> // 头文件

using namespace std;

int main()
{
    string s = "12345";
    istringstream iss(s);
    int i;
    iss >> i;
    cout << i << endl;

    return 0;
}

5. 函数

5.1 内联函数 inline（掌握）

在C++中使用内联函数主要是为了取代C语言中宏定义的函数，内联函数在编译时，可以直接展开函数体到主函数中，因此提升了程序执行的效率，消除了普通的额外开销。

建议把代码长度较小（1-5行且不能包含复杂的控制语句）且频繁使用的函数定义为内联函数，内联函数只是给编译器的建议，编译器并不一定采纳。

只要在函数定义处 使用inline关键字修饰函数，就可以把函数设置为内联函数。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

/**
 * @brief test 内联函数
 */
inline void test(int a)
{
    cout << "fdfd" << endl;
    cout << ++a << endl;
}

void func(); // 函数声明

inline void func() // 函数定义
{
    cout << "翻江倒海发的" << endl;
    cout << "法国活动经费" << endl;
}

int main()
{
    int a = 1;
    test(a);
    func();

    return 0;
}

需要注意的是，后面要学习的成员函数默认都定义为内联函数。

5.2 函数重载 overload（掌握）

C++中允许同一个函数名称定义多个函数，这就是函数重载。

函数签名是编译器区分不同函数的方式，包括以下几个组成部分：

  • 函数名称
  • 参数数量
  • 参数类型

两个函数的签名不可以相同，即一个函数只有一个独一无二的签名。

当函数签名中函数名称相同，剩余条件不同时（参数数量或参数类型不同），就构成了函数重载。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

void test()
{
    cout << "没有参数" << endl;
}

void test(int a)
{
    cout << "一个int参数" << a << endl;
}

void test(int a,int b)
{
    cout << "两个int参数" << a+b << endl;
}

void test(string a,string b)
{
    cout << "两个string参数" << a+b << endl;
}

//int test(string a,string b) 错误
//{
//    cout << "两个string参数" << a+b << endl;
//    return 1;
//}

int main()
{
    test(1,3);
    test(54);
    test();
    test("aa","bb");

    return 0;
}

后面学习的函数中，需要注意的是：构造函数可以重载，但是析构函数不能重载。

5.3 函数的参数默认（缺省）值（掌握）

C++允许给函数的参数设定默认值，调用函数时如果传入参数，传入的参数会覆盖默认值；调用时如果不传递参数，参数使用预设的默认值。

函数的参数默认值既可以在声明处（建议）设定，又可以在定义处设定，但是只能出现一次。

向右（后）原则：如果函数的参数有多个，只要某个参数设定了默认值，其右边（后面）的所有参数都要设定默认值。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

void func(int a = 1)
{
    cout << a << endl;
}

void test(int a = 2);

void test(int a)
{
    cout << a << endl;
}

void method(int a,int b = 1,int c = 2)
{
    cout << a << b << c << endl;
}

int main()
{
    func(); // 1
    func(2); // 2
    test(); // 2
    test(1); // 1
    method(6); // 612
    method(6,6);  // 662
    method(6,6,6); // 666

    return 0;
}

尽量不要同时使用函数重载和参数默认值，因为非常容易出现二义性问题。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

void method(int a,int b = 1,int c = 2)
{
    cout << "A"  << a << b << c << endl;
}

void method(int a)
{
    cout  << "B" << a << endl;
}

int main()
{
    method(8,8,8); // A888
    method(5,5); // A552
//    method(9); 错误

    return 0;
}

5.4 哑元函数（熟悉）

一个函数的参数只有类型没有名字，这个参数就是哑元。包含哑元的函数就是哑元函数。

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

void test(int)
{
    cout << "AAA" << endl;
}

int main()
{
//    test(); 错误
    test(34897);

    return 0;
}

哑元函数的实际功能包括但不限于：

  • 在C++的运算符重载中区分重载函数（后面讲）。
  • 保持函数的向前兼容性。

......

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