C++心决之命名空间、重载函数和引用

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作者
猴君
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目录

1. C++关键字(C++98)

2. 命名空间

2.1 命名空间定义

2.2 命名空间使用

3. C++输入&输出

4. 缺省参数

4.1 缺省参数概念

4.2 缺省参数分类

5. 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)

6. 引用

6.1 引用概念

6.2 引用特性

6.3 常引用

6.4 使用场景

6.5 传值、传引用效率比较

6.6 引用和指针的区别


1. C++关键字(C++98)

C++总计63个关键字,C语言32个关键字

2. 命名空间

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

 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

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?比如:
namespace 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; 比特就业课 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 使用using将命名空间中某个成员引入 使用using namespace 命名空间名称 引入 3. C++输入&输出 新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼,C++刚出来后,也算是一个新事物,  }  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); 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
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
using namespce N; int main() {     printf("%d\n", N::a);     printf("%d\n", b);     Add(10, 20);     return 0;     }

3. C++输入&输出

#include<iostream> // std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中 using namespace std; int main() { cout<<"Hello world!!!"<<endl; return 0; }
  • 1. 使用cout标准输出对象(控制台)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. coutcin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。
  • 5. 实际上coutcin分别是ostreamistream类型的对象,>><<也涉及运算符重载等知识,
  • 这些知识我们我们后续才会学习,所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还有有
  • 一个章节更深入的学习IO流用法及原理。
注意:早期标准库将所有功能在全局域中实现,声明在.h后缀的头文件中,使用时只需包含对应 头文件即可,后来将其实现在std命名空间下,为了和C头文件区分,也为了正确使用命名空间, 规定C++头文件不带.h;旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式,后续编译器已不支持
#include <iostream> using namespace std; int main() {    int a;    double b;    char c;          // 可以自动识别变量的类型    cin>>a;    cin>>b>>c;          cout<<a<<endl;    cout<<b<<" "<<c<<endl;    return 0; }
std命名空间的使用惯例: stdC++标准库的命名空间,如何展开std使用更合理呢? 1. 在日常练习中,建议直接using namespace std即可,这样就很方便。 2. using namespace std展开,标准库就全部暴露出来了,如果我们定义跟库重名的类型//函数,就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现,但是项目开发中代码较多、规模 大,就很容易出现。所以建议在项目开发中使用,像std::cout这样使用时指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

4. 缺省参数

4.1 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。
void Func(int a = 0) {  cout<<a<<endl; } int main() {  Func();     // 没有传参时,使用参数的默认值  Func(10);   // 传参时,使用指定的实参 return 0; }

4.2 缺省参数分类

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

5. 函数重载

5.1 函数重载概念

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。

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? 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1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成,而通过C语言阶段学习的编译链接,我们 可以知道,【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】,编译后链接前,a.o的目标 文件中没有Add的函数地址,因为Add是在b.cpp中定义的,所以Add的地址在b.o中。那么 怎么办呢? 2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题,链接器看到a.o调用Add,但是没有Add的地址,就 会到b.o的符号表中找Add的地址,然后链接到一起(老师要带同学们回顾一下) 3. 那么链接时,面对Add函数,链接接器会使用哪个名字去找呢?这里每个编译器都有自己的 函数名修饰规则。 4. 由于Windowsvs的修饰规则过于复杂,而Linuxg++的修饰规则简单易懂,下面我们使 用了g++演示了这个修饰后的名字。 5. 通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】采用C++编译器编译后结果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 数类型信息添加到修改后的名字中。 6. 通过这里就理解了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7. 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。

6. 引用

6.1 引用概念

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); }
引用类型必须和引用实体同种类型

6.2 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

6.3 常引用

void TestConstRef() {     const int a = 10;     //int& ra = a;   // 该语句编译时会出错,a为常量     const int& ra = a;     // int& b = 10; // 该语句编译时会出错,b为常量     const int& b = 10;     double d = 12.34;     //int& rd = d; // 该语句编译时会出错,类型不同     const int& rd = d; }

6.4 使用场景

1. 做参数
void Swap(int& left, int& right) {    int temp = left;    left = right;    right = temp; }
2. 做返回值
int& Count() {    static int n = 0;    n++;    // ...    return n; }
如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还在(还没还给系统),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。

6.5 传值、传引用效率比较

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。传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大

6.6 引用和指针的区别

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。 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. 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

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