【C++入门】 C——＞C++_<< >>c++语言

一、C++的关键字

C++总计63个关键字，C语言32个关键字

和C语言一样，C++的关键字也不需要刻意的去背，学着学着，自然而然就记住和掌握了。

二、命名空间

在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。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，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。
 

当我们没有展开C++的iostream，这时cout关键字可以当成变量。那么展开后，就会冲突了

引入命名空间可以解决，命名冲突的问题

使用namesapce命名空间，就不会有命名冲突的问题，我们直接访问LCY空间里面的cout，不与，关键字的cout冲突。

命名空间怎么使用？

下面再举一个例子。

我们也可以展开命名空间

命名空间也支持嵌套

直接展开嵌套的命名空间是行不通的

需要先展开LCY1的命名空间再展开LCY2的命名空间

三、C++输入&输出

说明：
1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件
以及按命名空间使用方法使用std。
2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含<
iostream >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输入输出时那样，需要手动控制格式。
C++的输入输出可以自动识别变量类型。

使用cout输出浮点数会怎么样呢？

发现，cout和printf是不同的，它不便于控制输出小数点后几位。当我们指定保留几位小数的时候，建议使用printf，C++也是兼容C语言的，printf还可以使用。

四、缺省参数

缺省参数概念：
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。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。

缺省参数分为：全缺省参数和半缺省参数

全缺省参数

半缺省参数

注意：

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
3.缺省值一般放在声明处

五、重载函数

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 类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

1.参数类型不同构成函数重载

2.参数类型不同构成重载

3.参数类型顺序不同

注意：当函数的形参相同，返回值不同的时候不构成函数的重载

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，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。
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。
 

六、引用

引用概念
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。

共用同一块空间，地址相同。

引用特性
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，再不能引用其他实体
 

当使用const修饰的常量，不能直接使用引用。

应该这样使用

这个又怎么解释

引用使用的场景

1.做参数

C++的引用是为了替代，C语言中的指针的不便利问题。

引用做参数 （减少拷贝提高效率）

使用引用相较于指针，我们少了判断空指针，解引用等操作。使用起来更加方便，所以在C++使用替代了C语言的传值拷贝（形参的改变，影响实参）的问题。

传值调用与使用引用做参数的比较

#include <iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
 
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
	A a;
	// 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();
	// 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;
}
 
int main()
{
	TestRefAndValue();
	return 0;
}

使用引用做参数基本不消耗时间。

2.做返回值

当函数出了该函数的作用域，返回值不随着函数栈帧的销毁，那么我们就可以使用引用做返回值。

若返回值随着函数栈帧的销毁而释放，那么使用引用做返回值，就会非法访问。

使用引用做返回值，可以减少系统的开销（不开辟临时变量进行拷贝）

#include <iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
 
struct A 
{
	int a[10000]; 
};
 
A a;
 
// 值返回
A TestFunc1()
{ 
	return a;
}
// 引用返回
A& TestFunc2() 
{ 
	return a; 
}
void TestReturnByRefOrValue()
{
	// 以值作为函数的返回值类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();
	// 计算两个函数运算完成之后的时间
	cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
 
int main()
{
	TestReturnByRefOrValue();
	return 0;
}

明显看到，引用返回需要的时间更短。

使用引用做函数的返回值，我们可以修改返回值和查找返回值。这个功能后续，我们会用到。

引用和指针的区别：

语法层面： 引用不开辟空间，对变量取别名    ；指针开辟空间，存储变量的地址

底层实现的角度来看，引用其实是使用指针来模拟实现的。

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，而指针可以在任何时候指向任何
一个同类型实体
4. 没有NULL引用，但有NULL指针
5. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32
位平台下占4个字节)
6. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
7. 有多级指针，但是没有多级引用
8. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
9. 引用比指针使用起来相对更安全
 

七、内联函数

一个频繁调用的函数，每一次调用都需要建立函数栈帧，这样大量的建立栈帧，增大了系统的开销。那么我们是怎么解决这个问题的呢？

在C语言中，我们使用宏函数，来替代，大量使用的函数。宏函数在预处理阶段展开，不需要建立函数栈帧。

但是宏函数书写非常容易出错，需要多个括号，我们编程的时候非常容易漏写

在C++中引入了内联函数，来解决宏函数难书写的问题。

特性
1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会
用函数体替换函数调用，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。

3. 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，链接就会找不到。

从图中的例子也可以看出，内联函数的声明和定义不能分隔开。

正确做法，声明和定义放在一起，一般放在头文件处

宏的优缺点？
优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
2.导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
3.没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏？
1. 常量定义 换用const enum
2. 短小函数定义 换用内联函数
 

八、auto关键字(C++11)

auto简介：
在早期C/C++中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全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，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在编译时期推导而得。

使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。
 

所以，我们可以使用auto来自动推导变量的类型名。当后期我们的变量名特别长的时候，我们就可以使用它。利用=右边的表达式，自动推导变量的名称。

auto的使用细则
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，但用auto声明引用类型时则必须
加&
 

2. 在同一行定义多个变量
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。

auto不能推导的场景
1. auto不能作为函数的参数

2. auto不能直接用来声明数组
 

九、基于范围的for循环(C++11)

 之前我们使用for循环遍历数组

在C++11之后引用了新的遍历数组的方式

还可以修改成

假如，我们不仅仅需要遍历数组，还要修改数组里面的元素，应该怎么做？

结合引用操作就可以实现，改变e实际就是改变数组的元素。e是数组元素的别名。

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的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

对于一个函数，传来的数组其实是数组首元素的地址，我们不能确定数组的长度。所以不能使用范围for

十、指针空值nullptr(C++11)

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;
}

这个函数的运行结果会是怎么样的

发现NULL指针当成0处理了，我们实际需要的是NULL指针是（void*）类型的。

在C++中使用nullptr替代C语言中NULL指针被识别为0的情况。

为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。