[C++]打开新世界的大门之C++入门-创新互联
🥁作者:华丞臧
成都创新互联公司主营八宿网站建设的网络公司,主营网站建设方案,重庆APP开发公司,八宿h5微信小程序定制开发搭建,八宿网站营销推广欢迎八宿等地区企业咨询
📕专栏:【C++】
各位读者老爷如果觉得博主写的不错,请诸位多多支持(点赞+收藏+关注)。如果有错误的地方,欢迎在评论区指出。推荐一款刷题网站 👉LeetCode
目录
一、C++关键字(C++98)
二、命名空间
2.1 命名空间定义
2.2 命名空间使用
三、C++输入&输出
四、缺省参数
4.1 缺省参数概念
4.2 缺省参数分类
全缺省参数
半缺省参数
五、函数重载
5.1 函数重载概念
5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name mangling)
六、内联函数
6.1 内联函数概念
6.2 特性
七、auto关键字(C++11)
7.1 类型别名思考
7.2 auto
7.3 auto使用细则
1. auto与指针和引用结合起来使用
2. 在同一行定义多个变量
7.4 auto不能推导的场景
八、基于范围的for循环(C++11)
8.1 范围for的语法
8.2 范围for的使用条件
九、指针空值nullptr(C++)
9.1 C++98中的指针空值
一、C++关键字(C++98)
C++总计63个关键字,对比C语言32个关键字。
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。
在C语言当中,不能有相同名字的变量或者函数名。
#include#includeint rand = 10;
// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
// 编译后后报错:error C2365: “rand”: 重定义;以前的定义是“函数”
2.1 命名空间定义定义命名空间,需要使用到 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。
// bit是命名空间的名字,一般开发中是用项目名字做命名空间名。
// 我们上课用的是bit,大家下去以后自己练习用自己名字缩写即可,如张三:zs
// 1. 正常的命名空间定义
namespace bit
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
//2. 命名空间可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N2
{
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。
// ps:一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}
注意: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
2.2 命名空间使用命名空间中成员该如何使用呢?
#includenamespace bit
{
//命名空间中可以定义变量/函数/类型
int a = 0;
int b = 1;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
int main()
{
//编译报错:error C2065: “a”: 未声明的标识符
printf("%d\n", a);
//正确使用
printf("%d\n",bit::a);
return 0;
}
命名空间的使用有三种方式:
- 加命名空间名称及作用域限定符
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
return 0;
}
- 使用 using 将命名空间中某个成员引入,即部分展开
using N::b;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}
- 使用 using namespace 命名空间名称 引入,即完全展开
using namespce N;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", b);
Add(10, 20);
return 0;
}
三、C++输入&输出命名空间中的变量是全局变量,命名空间不会影响变量的生命周期;只是限定变量的作用域,影响编译查找规则;命名空间定义是在全局,所以放在静态区。
第一个C++程序
#includeusing namespace std;
int main()
{
cout<< "Hello world!"<< endl;
return 0;
}
四、缺省参数 4.1 缺省参数概念说明:
- 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
头文件,以及按命名空间使用方法使用std. - cout和cin是全局的流对象,endl是特殊的C++符号,表示换行输出等同于‘\0’,他们都包含在
头文件中。 - <<是流插入运算符,>>是流提取运算符。
- 使用这种C++输入输出方式更加方便,相较于C语言C++不需要手动控制格式,C++的输入输出可以自动识别变量类型。
- 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象,<<和>>也涉及运算符重载等知识。
4.2 缺省参数分类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。在调用这个函数时,如果用户没有指定实参则采用该形参的缺省值,否则使用指定实参。
- 全缺省参数
所谓全缺省参数就是指一个函数的全部参数都指定一个缺省值。
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout<<"a = "<
- 半缺省参数
所谓半缺省参数就是指函数参数中至少有一个非缺省参数。
//错误
void Func(int a = 10, int b = 20, int c)
{
cout<<"a = "<
五、函数重载 5.1 函数重载概念注意:
- 半缺省参数必须从右往左依次给出,不能间隔着给;
- 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现;
- 缺省值必须是常量或者全局变量;
- 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现;当同时有声明和定义时,缺省参数只能在.h当中。
- C语言不支持缺省参数(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。
#includeusing namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout<< left + right<< endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout<< left + right<< endl;
return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{
cout<< "f()"<< endl;
}
void f(int a)
{
cout<< "f(int a)"<< endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout<< "f(int a,char b)"<< endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout<< "f(char b, int a)"<< endl;
}
int main()
{
Add(1, 2);
Add(1.1, 2.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}
5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name mangling)为什么C++支持函数重载而C语言不支持函数重载呢?
六、内联函数 6.1 内联函数概念在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。在编译阶段,编译器会汇总全局的符号,如main函数、全局变量、函数名等;然后在汇编阶段,编译器会给编译时汇总的每个符号分配一个地址(注意如果符号只是声明则会分配一个无效的地址),并且在对应的.o文件中形成一个符号表;各个.o文件的符号表在链接时会合并,并且在合并时同名的符号会选择有效的地址进行合并。
在C语言当中,C语言的编译器并不会根据函数参数的特性对函数名进行修饰;这就导致即使函数形参列表不同只要函数名相同,那么符号汇总时就会出现同名的符号,这时编译器就会报错。
在C++中,同名的函数只要形参列表不同,C++编译器会根据名字修饰规则对函数名进行修饰,这时在编译时同名但形参列表不同的函数就会形成不同的符号;既然不出现同名符号,编译器自然不会报相应的错误。
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,因为调用是存在二义性,编译器无法区分。
注意:不同平台的C++编译器的名字修饰规则不一样,但是产生的效果是一样的。
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,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数提升程序运行的效率。
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。
6.2 特性查看方式:
- 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
- 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug模式下,编译器默认不 会对代码进行优化,以下给出vs2013的设置方式)
- 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。
- 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。
在《C++prime》第五版中关于inline的建议:
内联说明只是向编译器发出一个请求,编译器可以选择忽略这个请求。
一般来说,内联机制用于优化规模较小、流程直接、频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联递归函数,而且一个75行的函数也不太可能在调用点内联展开(75不是编译器规定的)。
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。
注意:
当内联函数太长,编译不会将其在调用内联函数的地方展开;此时函数相当于一个正常的函数,编译器给该函数符号分配地址合成在符号表中,然后通过符号表调用该函数。
说明:func是一个很长的函数。
如上图所示,当内联函数很长时,编译器不会在调用内联函数的地方展开 ,可以看到内联函数会分配一个地址,然后编译器调通过地址调用该内联函数。
【面试题】
1. 宏的优缺点?
优点:
- 增强代码的复用性;
- 提高性能。
缺点:
- 不方便调试宏;(因为预编译阶段进行了替换)
- 导致代码可读性差,可维护性差,容易误用;
- 没有类型安全检查。
2. C++有哪些技术替换宏?
- 常量定义换用 const enum;
- 短小函数定义 换用内联函数。
随着程序越来越复杂,程序中用到的类型也越来越复杂,经常体现在:
- 类型难于拼写
- 含义不明确导致容易出错
//这是一个例子
//下面的代码不一定认识
//但是这是C++的代码
#include#include
可以看到上述代码中:
//这是一个类型,但是该类型太长,容易写错
std::map::iterator
我们可以使用typedef给类型取别名以简化代码,但是typedef有会遇到新的难题:
//如:typedef std::map::iterator iterator;
typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1; // 编译成功还是失败?
const pstring* p2; // 编译成功还是失败?
return 0;
}
在编程时,常常需要把表达式的值赋值给变量,这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的 类型。然而有时候要做到这点并非那么容易,因此C++11给auto赋予了新的含义。
7.2 auto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。
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。
#includeusing namespace std;
int TestAuto()
{
return 10;
}
//typeid().name() 用来求变量的类型对于的字符串
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;
}
运行程序,可以看到下图:
7.3 auto使用细则 1. auto与指针和引用结合起来使用【注意】
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。
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&。
#includeusing namespace std;
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;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}
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。
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
}
上述代码编译会出错,如下图所示:
7.4 auto不能推导的场景1. auto不能作为函数的参数;
auto不能作为形参类型,因为编译器无法对形参的实际类型进行推导。
2. auto不能直接用来声明数组;
3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆,C++11只保留了auto作为类型指示符的用法;
4. auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环,还有 lambda表达式等进行配合使用。
八、基于范围的for循环(C++11) 8.1 范围for的语法在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i< sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
array[i] *= 2;
for (int* p = array; p< array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
cout<< *p<< endl;
}
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。
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)
e *= 2;
//注意下面代码中e是数组元素的拷贝,改变e不会改变数组当中的元素
for(auto e : array)
cout<< e<< " ";
}
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。
上述程序同样可以遍历数组,使用引用可以改变数组的值;
8.2 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。
//注意:以下代码就有问题,因为for的范围不确定
void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e<
2. 迭代的对象要实现++和==的操作。(了解一下就行)
九、指针空值nullptr(C++) 9.1 C++98中的指针空值在良好的C/C++编程习惯中,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,比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下 方式对其进行初始化:
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,可以看到如下代码:
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus //C++中NULL为0,而不是空指针
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
可以看到,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,比如:
#includeusing namespace std;
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<
程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数,但是由于NULL被定义成0,因此与程序的 初衷相悖。
在C++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器 默认情况下将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void *)0。
在C++中,增加了一个关键字 nullptr 表示一个空指针。
注意:
1. 在使用nullptr表示指针空值时,不需要包含头文件,因为nullptr是C++11作为新关键字引入 的。
2. 在C++11中,sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
3. 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。
你是否还在寻找稳定的海外服务器提供商?创新互联www.cdcxhl.cn海外机房具备T级流量清洗系统配攻击溯源,准确流量调度确保服务器高可用性,企业级服务器适合批量采购,新人活动首月15元起,快前往官网查看详情吧
分享文章:[C++]打开新世界的大门之C++入门-创新互联
本文地址:http://scjbc.cn/article/copihg.html