C++入门篇

云深麋鹿2026-01-18 19:24

目录

（一）第一个程序

（二）命名空间

（1）C中遇到的问题

（2）引入namespace

（3）命名空间的使用

①指定命名空间访问

②using展开namespace中某个成员

③展开命名空间中全部成员

（三）C++输入输出

（四）缺省参数

（1）全缺省

（2）半缺省

（3）报错情况

①形参给值&实参给值

②函数声明&定义分离

（五）函数重载

（1）同一作用域同名函数

[（2）或 参数类型不同](#（2）或 参数类型不同)

[（2）或 参数个数不同](#（2）或 参数个数不同)

（六）引用

（1）先给一段使用引用的代码

（2）两者的地址是相同的

（3）区分类似的符号

（4）注意点

①定义引用的时候必须初始化。

②一个引用对应一个引用对象，且不能更改引用对象（和指针有区别）。

Ⅰ.指针更改指向对象

Ⅱ.引用不能更改引用对象

（5）引用的使用

①引用传参

②引用做返回值

（6）const引用

①使用注意点

②临时对象

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

（7）指针和引用的区分

（七）inline

（1）首先回顾一下宏函数

（2）使用inline

①vs编译器debug版本默认不展开inline（方便调试）。

②我们需要调一下设置，按照如图箭头所示。

③开始调试，转到反汇编

（3）注意点

（八）nullptr

使用场景

（一）第一个程序

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
int main() 
{
    cout << "hello world" << endl;
    return 0;
}

（二）命名空间

（1）C中遇到的问题

头文件中定义的变量和我们自己定义的变量都是全局变量，存在冲突。

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int rand = 10;

int main() 
{
    // error:rand redefinition
    printf("%d\n",rand);
    return 0;
}

（2）引入namespace

我们在全局定义一个自己的namespace：

cpp 复制代码 
namespace wyzy
{
    int rand = 10;
    int Add(int num1,int num2) 
    {
        return num1 + num2;
    }
    struct Node 
    {
        int a = 1;
        struct Node* next;
    };
}

如果我们需要输出我们自己的rand：

cpp 复制代码 
int main() 
{
    printf("%d\n",wyzy::rand);
    return 0;
}
  1. namespace本质是定义一个域和全局域隔离。
  2. 局部域、全局域、命名空间域、类域都影响编译时语法查找变量的逻辑；局部域和全局域除此之外还会影响变量的生命周期。
  3. namespace只能定义在全局，可以嵌套定义。
  4. 项目工程中各文件中同名namesapce会认为是同一个namesapce。
  5. C++标准库的namespace叫std（standard）。

（3）命名空间的使用

①指定命名空间访问

cpp 复制代码 
int main() 
{
    std::cout << wyzy::rand << std::endl;
    return 0;
}

②using展开namespace中某个成员

cpp 复制代码 
using wyzy::rand;
int main() 
{
    std::cout << rand << std::endl;
    return 0;
}

③展开命名空间中全部成员

cpp 复制代码 
using namespace std;
int main() 
{
    cout << "hello world" << endl;
    return 0;
}

（三）C++输入输出

  1. 头文件iostream是input output stream的缩写。
  2. std::cin是istream的对象，面向窄字符（还没学到）的标准输入流。
  3. std::cout是ostream的对象，面向窄字符（还没学到）的标准输出流。
  4. std::endl是一个函数，相当于输出一个换行字符＋刷新缓冲区（具体还没学）。
  5. <<：流插入运算符；>>：流提取运算符。（这两个符号也是位运算符号）
  6. C++的输入输出可以自动识别变量类型，能够更好支持自定义类型对象的输入输出。
  7. vs系列编译器中，<iostream>中包含了<stdio.h>。

（四）缺省参数

若函数调用时没有给实参，则函数会有一个缺省参数作为默认参数。

（1）全缺省

cpp 复制代码 
int Add(int a = 10, int b = 10)
{
    return a + b;
}

int main() 
{
    cout << Add() << endl;

    return 0;
}

这里调用Add()函数，但是a，b的值都没有给出，

因此函数采用缺省值10，10。

最后输出计算结果20。

（2）半缺省

cpp 复制代码 
int Add(int a = 10, int b = 10)
{
    return a + b;
}

int main() 
{
    cout << Add(1) << endl;

    return 0;
}

这里调用Add()函数，只给出了a值为1，

因此函数对b值采用缺省值10。

最后输出计算结果11。

（3）报错情况

①形参给值&实参给值

cpp 复制代码 
int Add(int a = 10,int b) // !!报错
{
    return a + b;
}

int main()
{
    cout << Add(1) << endl; // !!报错
    
    return 0;
}

这里要注意：

  1. 形参要从左到右给缺省值。
  2. 调用函数的时候，要从左到右给实参。

大家可以自己试一试，怎么样会报错，怎么样不会报错。

②函数声明&定义分离

头文件defaultParameter.h：

cpp 复制代码 
int Add(int a,int b);

实现函数文件：

cpp 复制代码 
#include "defaultParameter.h"

int Add(int a = 10,int b = 10)
{
    return a + b;
}

测试文件：

cpp 复制代码 
int main()
{
    cout << Add() << endl; // 报错
    return 0;
}

这里必须在头文件里，函数声明的时候给缺省值，函数定义的时候可以省略缺省值。

（五）函数重载

触发函数重载的条件：

（1）同一作用域同名函数

（2）或 参数类型不同

cpp 复制代码 
int Add(int a,int b) 
{
    return a + b;
}

double Add(double a,double b)
{
    return a + b;
}

这里我们定义两个同名函数，一个对整数相加，一个对浮点数相加。

cpp 复制代码 
int main() 
{
    cout << Add(1, 2) << endl;
    cout << Add(1.2, 2.11) << endl;

    return 0;
}

  • 当我们实参给整数时，调用Add(int a,int b)。

  • 当我们实参给浮点数时，调用Add(double a,double b)。

（2）或 参数个数不同

cpp 复制代码 
void print() 
{
    cout << "1" << endl;
}

void print(char c) 
{
    cout << c << endl;
}

这里我们定义两个同名函数，一个没有参数，一个只有一个参数。

cpp 复制代码 
int main() 
{
    print();
    print('2');

    return 0;
}

  • 当我们不给实参时，调用print()。

  • 当我们给一个实参时，调用print(char c)。

（六）引用

引用即给已存在变量取别名。

（1）先给一段使用引用的代码

cpp 复制代码 
int main() 
{
    int a = 1;
    int& aa = a;
    
    return 0;
}

（2）两者的地址是相同的

cpp 复制代码 
int main() 
{
    int a = 1;
    int& aa = a;

    cout << &a << endl;
    cout << &aa << endl;

    return 0;
}

（3）区分类似的符号

  1. &：前置取地址，后置引用。
  2. *：前置解引用，后置指针。

（4）注意点

①定义引用的时候必须初始化。

cpp 复制代码 
int main() 
{
    int& a; // 报错
    
    return 0;
}

②一个引用对应一个引用对象，且不能更改引用对象（和指针有区别）。

Ⅰ.指针更改指向对象
cpp 复制代码 
int main() 
{
    int a = 1;
    int b = 2;

    int* pa = &a;
    int* pb = &b;
    pa = pb;

    cout << "pa:" << pa << endl;
    cout << "pb:" << pb << endl;

    return 0;
}

这里pa = pb，pa最后指向了b这块空间。

Ⅱ.引用不能更改引用对象
cpp 复制代码 
int main() 
{
    int a = 1;
    int b = 2;

    int& aa = a;
    int& bb = b;
    aa = bb;

    cout << "&aa:" << &aa << endl;
    cout << "&bb:" << &bb << endl;

    return 0;
}

这里aa = bb只是把bb的值赋给aa了。

（5）引用的使用

①引用传参

原先我们写Swap函数：

cpp 复制代码 
void Swap(int* pn1,int* pn2) 
{
    int tmp = *pn1;
    *pn1 = *pn2;
    *pn2 = tmp;
}

现在可以用引用传参：

cpp 复制代码 
void Swap(int& num1,int& num2) 
{
    int tmp = num1;
    num1 = num2;
    num2 = tmp;
}

主函数输出：

cpp 复制代码 
int main()
{
    int n1 = 1;
    int n2 = 2;

    Swap(n1, n2);

    cout << n1 << endl;
    cout << n2 << endl;

    return 0;
}

最后输出的n1，n2的值符合预期。

②引用做返回值

顺便回顾我们在数据结构中，对于栈的实现。

cpp 复制代码 
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
    STDataType* arr;
    int capacity;
    int top;
}ST;

void STInit(ST& s,int n = 4) 
{
    assert(&s);
    s.arr = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
    s.capacity = n;
    s.top = 0;
}

void STPush(ST& s, STDataType x)
{
    assert(&s && s.arr && s.top >= 0);
    if (s.capacity == s.top) 
    {
        //...
    }
    s.arr[s.top++] = x;
}

int& STTop(ST& s) 
{
    assert(&s && s.arr && s.top > 0);
    return s.arr[s.top-1];
}

void destroy(ST& s)
{
    assert(&s && s.arr);
    free(s.arr);
    s.arr = NULL;
    s.capacity = 0;
    s.top = 0;
}

int main() 
{
    Stack s;
    STInit(s);
    STPush(s, 1);
    STPush(s, 2);

    cout << STTop(s) << endl;
    ++STTop(s);
    cout << STTop(s) << endl;

    destroy(s);
    return 0;
}

这里STTop的返回值为int&，我们可以直接改变这个返回值，以达到改变栈顶元素值的目的。

（6）const引用

①使用注意点

cpp 复制代码 
int main()
{
    const int a = 1;
    int& aa = a; // 报错

    return 0;
}

访问权限在引用过程中只能缩小或不变，不能放大。

不过这里涉及临时对象的问题。

②临时对象

临时对象相当于已经被const修饰了，如果要定义它的引用，只能用const引用。

Ⅰ.
cpp 复制代码 
int a = 1;
int& aa = a * 2; // 报错
cpp 复制代码 
int a = 1;
const int& aa = a * 2; // 不报错

在这里 a*2 的结果保存在临时对象中。

Ⅱ.
cpp 复制代码 
double d = 12.3;
int& dd = d; // 报错
cpp 复制代码 
double d = 12.3;
const int& dd = d; // 不报错

在这里12.3类型转换的结果保存在临时对象中。

Ⅲ.
cpp 复制代码 
int Add(int a,int b) 
{
    return a + b;
}

int main() 
{
    int& aa = Add(1,1); // 报错

    return 0;
}
cpp 复制代码 
int main() 
{
    const int& aa = Add(1,1); // 不报错

    return 0;
}

这里a + b的结果保存在临时对象中。

（7）指针和引用的区分

  1. 在语法上，指针需要开辟新空间，引用和引用对象共用一块空间（具体还没学到）。
  2. 在语法上，指针定义的时候可以不初始化（建议初始化），引用必须初始化。
  3. 指针可以改变指向对象，引用不能改变引用对象。
  4. 指针需要解引用才能真正访问指向对象，引用可以直接访问引用对象。
  5. 指针容易出现空指针和野指针的问题，引用很少出现这些问题。

（七）inline

inline是针对宏函数设计出来的语法。

（1）首先回顾一下宏函数

cpp 复制代码 
#define Add(a,b)((a)+(b))
cpp 复制代码 
int main() 
{
    int add = Add(1,2);
    
    return 0;
}

我们调用宏函数的时候，这个函数会原地展开，替换成((1)+(2))。

（2）使用inline

cpp 复制代码 
inline int Add(int x,int y) 
{
    return x + y;
}

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

我们通过汇编观察程序是否展开：

①vs编译器debug版本默认不展开inline（方便调试）。

②我们需要调一下设置，按照如图箭头所示。

③开始调试，转到反汇编

可以看到call指令被展开了

（3）注意点

  1. 代码稍微多一点的inline函数不会被展开，具体取决于编译器（大家可以自行尝试多少代码量不会被展开）。
  2. inline函数不建议声明和定义分离到两个文件，会报错。

（八）nullptr

  1. 在C中NULL被定义为无类型指针（void*）的常量，在C++中常被定义为整数常量0。
  2. 当我们需要用到空指针（可以转换成任意其它类型的指针），就可以用到关键字"nullptr"（C++11引入）

使用场景

有两个同名函数：

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

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

想要使用NULL调用f(int* ptr)，结果却调用到了f(int x)：

cpp 复制代码 
int main() 
{
    f(0);    // 输出：f(int x)
    f(NULL); // 输出：f(int x)
}

如果我需要用NULL调用f(int* ptr)，得给NULL类型转换：

cpp 复制代码 
f((int*)NULL); // 输出：f(int* ptr)

我想省事一些，因此选择nullptr

cpp 复制代码 
f(nullptr); // 输出：f(int* ptr)
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