初入C++

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文章目录

• 一.C++的第一个程序
• • 1.1C语言写法（在C++支持）
  • 1.2C++写法
• 二.命名空间namespace
• • 2.1为什么需要命名空间
  • 2.2定义命名空间
  • 2.3命名空间三种使用方式
  • • 2.3.1指定空间访问
    • 2.3.2展开某个成员
    • 2.3.3展开整个空间
  • 2.4命名空间嵌套
  • 2.5多文件同名命名空间会合并
• 三.C++的输入(cout)与输出(cin)
• • 3.1标准输出cout
  • 3.2标准输入cin
  • 3.3自动识别类型
  • [3.4C++ IO加速](#3.4C++ IO加速)
• 四.缺省参数
• • 4.1概念
  • 4.2全缺省参数
  • 4.3半缺省参数
  • 4.4注意事项
• 五.函数重载
• • 5.1什么是函数重载
  • 5.2三种构成重载
  • • 5.2.1参数类型不同
    • 5.2.2参数个数不同
    • 5.2.3参数类型顺序不同
  • 5.3注意事项❗
• [六.引用 &（最常用、最重要语法）](#六.引用 &（最常用、最重要语法）)
• • 6.1什么是引用
  • 6.2引用三大特性
  • [6.3引用做参数（简化指针，不用 * ）](#6.3引用做参数（简化指针，不用 * ）)
  • 6.4引用做返回值
  • 6.5const引用（权限问题）
  • 6.6临时对象具有常性
• 七.内联函数inline（替代宏函数）
• • 7.1作用
  • 7.2优点
  • 7.3注意事项❗
• 八.nullptr（C++11空指针）
• • 8.1NULL问题
• 🎯总结
• ⚠️易错点

前言

C++ 是在 C 语言基础上发展而来的高性能编程语言，兼具过程化与面向对象特性，是后端、游戏、嵌入式、基础架构开发的核心语言

一.C++的第一个程序

C++完全兼容C语言，但它拥有更现代化的语法

1.1C语言写法（在C++支持）

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

1.2C++写法

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "hello world" << endl;
    return 0;
}

其中：

1. #include<iostream> --> 输入输出流头文件，C++输入输出的必须头文件
2. using namespace std; --> 使用标准命名空间，std是C++标准库的空间
3. cout --> 标准输出对象，相当于屏幕
4. << --> 流插入运算符，表示把数据流向屏幕
5. endl --> 换行并刷新缓冲区
6. 特点：自动识别类型，不需要%d、%f、%s

二.命名空间namespace

2.1为什么需要命名空间

C语言最大的问题 --> 全局变量、函数容易冲突

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int rand = 10; // 编译报错！rand 和库函数冲突

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

命名空间 = 给名字加一层 "隔离罩"，避免冲突

2.2定义命名空间

namespace 空间名
{
    //可以定义：变量、函数、结构体、类型
};

举例：

namespace bit
{
    int rand = 10;

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

    struct Node
    {
        int val;
        struct Node* next;
    };
}

2.3命名空间三种使用方式

2.3.1指定空间访问

最规范、项目推荐

printf("%d\n", bit::rand);

2.3.2展开某个成员

using bit::rand;
printf("%d\n", rand);

2.3.3展开整个空间

using namespace bit;
printf("%d\n", rand);

2.4命名空间嵌套

namespace bit
{
    namespace xlx
    {
        int a = 1;
    }

    namespace lg
    {
        int a = 2;
    }
}

cout << bit::xlx::a << endl;
cout << bit::lg::a << endl;

2.5多文件同名命名空间会合并

多个文件写同一个namespace时，编译器会自动合并成一个

三.C++的输入(cout)与输出(cin)

3.1标准输出cout

cout << 变量 << 常量 << endl;

3.2标准输入cin

cin >> 变量;

3.3自动识别类型

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    double b;
    char c;

    cin >> a >> b >> c;
    cout << a << " " << b << " " << c << endl;

    return 0;
}

3.4C++ IO加速

大量输入输出时，C++ 默认较慢，加这三行提速（竞赛必备）

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);
cout.tie(nullptr);

四.缺省参数

4.1概念

声明函数时，给参数一个默认值，调用不传参就用默认值

4.2全缺省参数

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
    cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}

调用：

Func();      //全部默认
Func(1);     //a=1，其余默认
Func(1,2);   //a=1,b=2，c默认
Func(1,2,3); //全部传参

4.3半缺省参数

规则：必须从右往左连续缺省，不能跳着缺省

正确写法：

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{}

错误写法：

void Func(int a = 10, int b, int c)
{}

4.4注意事项

声明与定义不能同时给缺省值 ，缺省值只能写在声明里，定义不能写

五.函数重载

5.1什么是函数重载

同一作用域下：函数名相同，参数不同（类型 / 个数 / 顺序），就构成重载

5.2三种构成重载

5.2.1参数类型不同

int Add(int a, int b)
{}

double Add(double a, double b)
{}

5.2.2参数个数不同

void f()
{}

void f(int a)
{}

5.2.3参数类型顺序不同

void f(int a, char b)
{}

void f(char b, int a)
{}

5.3注意事项❗

返回值不同不能构成重载

错误示例：

void f()
{}

int f()
{}

调用时编译器无法区分

六.引用 &（最常用、最重要语法）

6.1什么是引用

引用 = 变量的别名，不开新空间，共用同一块内存

引用语法：

类型& 别名 = 原变量;

举例：

int a = 10;
int& b = a;
int& c = a;

其中b、c 都是 a 的别名，修改任何一个，a 都会变

6.2引用三大特性

1. 定义时必须初始化
2. 一旦绑定，不能再改变指向
3. 一个变量可以有多个引用

6.3引用做参数（简化指针，不用 * ）

直接修改实参，比指针更简洁、更安全

void Swap(int& rx, int& ry)
{
    int tmp = rx;
    rx = ry;
    ry = tmp;
}

int main()
{
    int x = 10, y = 20;
    Swap(x, y);
    return 0;
}

6.4引用做返回值

返回引用可以修改返回值 ，并且减少拷贝

int& STTop(ST& st)
{
    return st.a[st.top - 1];
}

STTop(st) += 10;//可以直接修改栈顶

6.5const引用（权限问题）

引用时权限可以缩小，但不能放大

正确使用示例：

const int a = 10;
const int& ra = a;

int b = 20;
const int& rb = b;

错误使用示例：

const int a = 10;
int& ra = a;

6.6临时对象具有常性

int a = 10;
// int& rb = a * 3;// --> 错误
const int& rb = a * 3;// --> 正确

七.内联函数inline（替代宏函数）

7.1作用

频繁调用的短小函数 ，在调用处直接展开，不建立栈帧，提高效率

inline int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

7.2优点

1. 没有宏的坑
2. 有类型检查
3. 方便调试（宏不可以调试）

7.3注意事项❗

1. inline只是建议，函数太长、递归会被编译器忽略
2. 声明和定义不要分离，否则会链接错误

八.nullptr（C++11空指针）

8.1NULL问题

C++中NULL就是0，会导致函数重载调用错误

void f(int)
{}

void f(int*)
{}

int main()
{
    //f(NULL);//调用f(int) --> 这种写法错误的
    f(nullptr);//调用f(int*) --> 这是对的
}

注意❗：C++中空指针一律写nullptr！

🎯总结

1. 第一个程序 ：#include <iostream> + using namespace std;
2. 命名空间：解决名字冲突，三种使用方式
3. cin / cout：自动识别类型，简洁安全
4. 缺省参数：从右往左连续缺省，声明给默认值
5. 函数重载：同名不同参，返回值不参与重载
6. 引用：变量别名，简化传参，权限不可放大
7. inline：短小函数展开，替代宏
8. nullptr ：C++11空指针，比NULL更安全

⚠️易错点

1. 引用未初始化就使用
2. 引用试图改变指向（语法不报错但逻辑错误）
3. 缺省参数跳跃缺省、声明定义同时给值
4. 以为返回值不同可以构成重载
5. 项目滥用using namespace std
6. 空指针使用NULL导致重载错误
7. 临时对象非常量引用报错

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