在这篇博客中,我将会介绍从C语言过渡到C++的一些基础知识。
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C++起源
在1979年,本贾尼·斯特劳斯特卢普在贝尔实验室中进行复杂的软件开发时,他感受到了C语言的局限性,于是他在此基础上设计了C++。
C++在C语言的基础上添加了面向对象编程的特性:封装、继承、多态。
随后几年,C++不断完善发展,在1998年推出了C++98,官方第一个较为完善的版本,引入了STL(标准模板库)。
在2011年,C++的一次革命性的更新,增加了大量特性和功能。
在2020年,C++又一次巨大更新,引入了模板(Modules)、概念(Concepts)、协程(Coroutines)等
在公司中,使用的比较多的都是C++98和C++11.
C++的关键字
输出hello,world
#include<iostream> using namespace std; int main() { cout << "hello,world!" << endl; return 0; }
命名空间
1.什么是命名空间
命名空间需要用一个关键字namespace,后跟命名空间的名字,然后用{}括起来,在里面可以定义变量、函数、自定义类型,即为命名空间的成员。
2.namespace的作用
在C/C++中,变量、函数、类是大量存在的,这些名称在全局域中可能会重复从而引发冲突。
#include<stdlib.h> int rand = 15; int main() { //这里会报编译错误,“rand” : 重定义;以前的定义是“函数” printf("%d\n", rand); return 0; }
C++中域有函数局部域,全局域,命名空间域,类域。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑,还会影响变量的生命周期,命名空间域和类域不影响变量生命周期。
namespace会定义一个域,也就是命名空间域,它与全局域独立,不同的域可以存在同名变量。
我们可以将rand放于一个命名空间域,从而修正上述问题。
namespace只能定义在全局,当然他还可以嵌套定义。
项目工程中多文件中定义的同名namespace会认为是⼀个同namespace,不会冲突。
3.域作用限定符
既然有不同的有不同的域,那我们可以通过域作用限定符(::)l来访问域中的成员变量。
::默认访问全局域;在其左侧加上域名就是访问该名字的域,如上面代码,Moss::rand就时访问的Moss域中的rand变量。
4.命名空间的使用
namespace的使用主要分为两种:
1.指定命名空间访问,实际项目中推荐这种。
2.使用关键字using将命名空间的某个成员或者全部成员展开
C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。
#include<iostream> using namespace std;//展开std中的所有成员
IO流
IO流其实就是输入输出流,与之相关的头文件就是<iostream>。
<iostream>:Input Output Stream,标准输入输出流库,定义了标准输入输出对象。
std标准库就被包含在其中。
cout、cin、endl都属于C++标准库(std)
cout:用于屏幕输出
cin:用于键盘输入
endl:输出时,增加换行符('\n')
<<是流插入运算符,>>是流提取运算符。(在C语言是左移/右移运算符)。
cout和cin的输出输入通过函数重载实现自动识别变量类型,无须像C语言那样指定格式。
使用格式如下:
缺省参数
缺省参数就是在声明或者定义函数时,为函数的实参指定一个默认值,无参数调用函数时,函数就会使用该默认值。
需要注意的几个点:
1.当函数声明和定义分离时,缺省参数只能在函数声明出现,函数定义不能使用缺省参数。
2.缺省参数的指定在函数的声明或者定义中,规定缺省参数必须从右往左依次指定,不能跳跃给缺省参数。
3.对于带缺省参数的函数调用,从左往右依次传实参,不能跳跃传。
4.全缺省:全部形参给缺省值。
半缺省:部分形参给缺省值。
函数重载
函数重载:同一作用域中出现同名函数,但是这些函数的形参各不相同。
函数重载允许返回值的类型相等,但是返回值的类型不同 不能作为函数重载的标识。
1.参数类型不同
2.参数个数不同
3参数类型顺序不同
接下来我们看一个需要警惕的坑:
上面这两个函数构成函数重载,因为参数个数不同,但是这两个函数存在调用歧义,调用F()函数时,编译器不知道调用哪个函数。
引用
1.引用的定义
引用:给一个存在变量取别名,引用变量与原变量共用一块内存空间。
语法形式:类型& 引用的别名 = 引用对象
这里a、b、c、d都是共用一块内存空间的
2.引用的特性
1.引用的变量必须初始化。
2.一个变量可以多个引用。
3.引用一旦引用了一个变量,就不得再引用其他变量。(引用的指向不允许更改)
int a = 5; //编译错: ra必须初始化引用 //int& ra; int& b = a; int c = 10; //这里是赋值,将c的值赋给b(a),不是改变引用的指向 b = c;
3.引用的使用
1.引用传参
2.做返回值
引用传参:
引用传参表面上是传值,但实际上传的是地址,只不过是编译器帮做了。
void Swap(int& x, int& y)//引用传参 可以替换 传址调用 { int tmp = x; x = y; y = tmp; }
4.const引用
当引用一个const对象时,必须const引用,否则就会权限放大,权限不允许放大,但可以缩小。
const int a = 10; //权限不能放大,必须用const引用 //int& ra = a; const int& ra = a; int b = 5; //权限缩小是可以的 const int& rb = b;
临时对象:编译器在一块空间暂存表达式的结果时临时创建的未命名的对象。
临时对象的引用:临时对象具有常性,也必须用const引用。(不用const引用就会触发权限放大,然后就报错)
int a = 4; const int& ra = a * 3;//a * 3的结果存放在临时变量中,得用const引用 double d = 3.14; const int& rd = d;//类型转换产生的中间值也存放在临时变量中,也得用const引用
5.引用和指针
1.引用必须初始化,不开空间;指针存储变量地址,语法上可以不初始化(nullptr),但是要开空间
2.引用的指向不能改变,而指针可以随意更改。
3.引用直接访问对象,指针要解引用。
4.sizeof的结果不同,引用结果为类型大小,但指针只跟多少位系统有关(32位4个字节,64位8个字节)
5.使用引用相对安全,指针容易出现空指针和野指针的问题。
内联函数inline
定义:用inline修饰的函数就是内联函数
作用:内联函数在调用的时候,编译器会在调用的地方展开内联函数,这样就不需要建立函数栈帧,以便提高效率。
所以我们通过作用就很容易想到,内联函数设计出来是为了代替C语言的宏函数,而替代的原因是宏函数的实现很容易出错。
//正确的宏实现 #define ADD(x, y) ((x) + (y)) // 为什么不能加分号? // 为什么要加外面的括号? // 为什么要加里面的括号? //保证优先级 int main() { cout << ADD(1, 2) * 5 << endl; int x = 1, y = 2; ADD(x & y, x | y);// ->(x&y + x|y) //+的优先级比& | 高,所以里面也要加括号 return 0; }
需要注意的点:
1.inline对于编译器只是建议,并不是说加了一定会在调用的地方被展开,一般来说,inline适用于简短而又被频繁调用的函数,对于代码较多的函数,加了inline也会被编译器忽略。
2.inline不推荐函数声明和定义分离到两个文件,如果inline函数被展开,链接时就会报错。
vs编译器在debug版本下默认不展开inline,以便调试。
nullptr
在C语言中,空指针NULL实际上是一个宏
NULL的使用不可避免存在一定的问题,本想调用指针版本的F(int* ptr),但是NULL被定义成0,从而调用了F(int x)版本,这有违初衷。
因此在C++中新增关键字nullptr,它可以转换任意类型的指针类型。
nullptr只能被隐式转换为指针类型,不能转换为整数类型,所以nullptr定义空指针可以避免类型转换。
拜拜,下期再见😏
摸鱼ing😴✨🎞