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本章主要讲解:
入门学习C++的各种细碎语法知识
C++ 总计 63 个关键字, C 语言 32 个关键字
注:只是看一下 C++ 有多少关键字,不对关键字进行具体的讲解
在C/C++中变量、函数和类的名称都大量存在于全局作用域中,可能会导致命名冲突 使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化,以避免命名冲突或名字污染
使用namespace关键字,后面跟命名空间的名字,然后接一对{}即可,{}中即为命名空间的成员
//1. 普通的命名空间
namespace N1 // N1为命名空间的名称
{
// 命名空间中的内容,既可以定义变量,也可以定义函数
int a;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
}
//2. 命名空间可以嵌套
namespace N2
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N3
{
int c;
int d;
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
}
//3. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}
注:一个命名空间就定义了一个新的作用域,命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中,避免因为同名变量以及函数而被调用(相当于一个壁障)
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", N::Add(N::a,N::b));
return 0;
}
using N::a;
using N::Sub;
int main()
{
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", Sub(a,N::b));
return 0;
}
using namespace N;
int main()
{
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", Sub(a,b));
return 0;
}
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello world!" << endl;
return 0;
}
1. 使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时,必须包含< iostream >头文件以及std标准命名空间
2. 使用C++输入输出更方便,不需增加数据格式控制,比如:整形--%d,字符--%c
注:但是对于有特别的格式要求的输出,如输出小数点后几位则建议使用printf(cout会非常的麻烦)
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a;
double b;
char c;
cin >> a >> b >> c;//输入
cout << a << " " << b << " " << c << endl;//endl等同于输出"\n"
cout << a << " " << b << " " << c << "\n";
return 0;
}
缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值 在调用该函数时,如果没有指定实参则采用该默认值,否则使用指定的实参
void test(int a = 0)
{
cout << a << endl;
}
int main()
{
test();// 没有传参时,使用参数的默认值
test(1);// 传参时,使用指定的实参
return 0;
}
void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}
示例2:半缺省参数
void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}
1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出,不能间隔着给
2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
//test.h void TestFunc(int a = 10); // test.cpp void TestFunc(int a = 10) { }
注:建议只在声明时出现缺省参数(便于查看) 3. 缺省值必须是常量或者全局变量 4. C语言不支持(编译器不支持)
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,这些同名函数的形参列表(参数个数 或 类型 或 顺序)必须不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
return left + right;
}
long Add(long left, long right)
{
return left + right;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.0, 20.0);
Add(10L, 20L);
return 0;
}
注:函数是否重载一定是在函数名相同下关于函数参数是否不同(函数参数的类型,个数,顺序三者满足其中之一即可)
C/C++能否支持重载在于其能否在链接时成功找到对应函数地址,而这又关乎函数名字的修饰规则
注:关于程序如何生成的知识有问题的话,可以浏览学习下该知识:⭐️ C语言进阶 ⭐️ 程序环境和预处理【~建议收藏~】
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
采用C语言编译器编译后结果
说明:在linux下,采用gcc编译完成后,函数名字的修饰没有发生改变
如果有重载函数(函数名相同,参数不同),根据C语言的名字修饰规则,那么在编译后生成的符号表则会存在多个相同的函数名,在链接对应函数的地址时则会有歧义,无法链接成功,也就无法支持函数重载
采用C++编译器编译后结果
说明: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根据规则添加到修改后的名字中
在链接对应函数地址时,其函数名字修饰规则会根据参数生成不同的函数名字,从而使得呢能够成功找到对应函数地址,并连接成功,也就支持了函数重载
注:windows命名规则比linux复杂,但本质上原理都是一致的;也因为函数名字修饰的规则,函数重载要求参数不同,而跟返回值没关系
有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译,在函数前加extern "C",意思是告诉编译器,将该函数按照C语言规则来编译
tcmalloc是google用C++实现的一个项目,他提供tcmallc()和tcfree两个接口来使用,但如果是C项目就没办法使用,那么他就使用extern “C”来解决
extern "C" int Add(int left, int right);
int main()
{
Add(1,2);
return 0;
}
//链接时报错:error LNK2019: 无法解析的外部符号_Add,该符号在函数 _main 中被引用
从语法上来说,引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取了一个别名,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
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;
void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}
注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的
常引用是在引用时遇到常量,或有常属性时会造成读取写入权限冲突,要想成功引用,则需要加上const修饰引用,保持对象和引用权限一致
void TestConstRef()
{
const int a = 10;//a为常量,只能读取,不能修改
//int& ra = a; // 引用a,但是该引用有读取和写入的权限,与对象本身权限有冲突
const int& ra = a;//该引用只有读取权限,与引用对象权限相符
// int& b = 10; // 10在这里为常量,而该引用有权限冲突
const int& b = 10;//权限一致
double d = 12.34;
//int& rd = d; //赋值类型转化时会产生一个中间变量,该中间变量为常属性,有权限冲突
const int& rd = d;//权限一致
}
引用做参数
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
说明:引用做参数,既能读取也能修改影响实参
引用做返回值
传值返回都会生成一个拷贝
int Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
返回的是引用对象本身
int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
注:非法访问并不一定会报错,这个取决于编译器的检查(一般只在常发生非法访问的地方设置检查点)
如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还未还给系统,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
int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
以值作为参数或者返回值类型,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的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低;而传引用和返回引用传的是引用本身,不用拷贝,效率非常高
#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
A a;
//传值
void TestFunc1(A a) {}
//传引用
void TestFunc2(A& a) {}
// 值返回
A TestFunc3() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc4() { return a; }
void Test()
{
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc1(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();
// 以值作为函数的返回值类型
size_t begin3 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc3();
size_t end3 = clock();
// 以引用作为函数的返回值类型
size_t begin4 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc4();
size_t end4 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
// 计算两个函数运算完成之后的时间
cout << "TestFunc3 time:" << end3 - begin3 << endl;
cout << "TestFunc4 time:" << end4 - begin4 << endl;
}
在语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间
在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的
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,没有函数压栈的开销,内联函数提升程序运行的效率
int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main()
{
int ret=0;
ret=Add(1, 2);
return 0;
}
注:如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用
注:在debug模式下查看,需要对编译器进行设置,否则不会展开(debug模式下编译器默认不会对代码进行优化)
// F.h #include <iostream> using namespace std; inline void f(int i); // F.cpp #include "F.h" void f(int i) { cout << i << endl; } // main.cpp #include "F.h" int main() { f(10); return 0; } // 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z),该符号在函数 _main 中被引用
例题1:宏的优缺点?
例题2:C++有哪些技术替代宏?
int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
//auto e; 无法通过编译,使用auto定义变量时必须对其进行初始化
return 0;
}
注:typeid().name能展示类型名称
用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别,但用auto声明引用类型时则必须加&
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;
cout << *a << endl;
*b = 30;
cout << *b << endl;
c = 40;
cout << c << endl;
return 0;
}
当在同一行声明多个变量时,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
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
}
// 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a的实际类型进行推导(不知道传入的a是什么)
void TestAuto(auto a)
{}
void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {4,5,6};//err
}
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,有时候还会容易犯错误,因此C++11中引入了基于范围的for循环
for循环后的括号由冒号“ :”分为两部分:第一部分是范围内用于迭代的变量,第二部分则表示被迭代的范围
int main()
{
int arr[] = { 1,2,5,8,6,4,9,55,41 };
int arr2[][3] = { 1,2,3,4,5,6,7,4,9 };
//一维数组遍历
for (auto x : arr)//读取
{
cout << x << " ";
}cout << endl;
for (auto& x : arr)//修改
{
x *= 2;
}
for (auto x : arr)//读取
{
cout << x << " ";
} cout << endl;
//二维数组遍历
for (auto& x : arr2)//虽然没有修改值,但是不使用引用类型,会让x从数组自动转化为指针
{
for (auto e : x)
{
cout << e << " ";
}cout << endl;
}
return 0;
}
注意:与普通循环类似,可以用continue来结束本次循环,也可以用break来跳出整个循环
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的方法,begin和end就是for循环迭代的范围
void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}
声明一个变量时最好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
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}
NULL实际是一个宏,在传统的C头文件(stddef.h)中
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
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,不论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
f((int*)NULL);
return 0;
}
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