文章目錄

• 前言
• 一、什么是C++？
• 二、命名空間
• • 2.1 命名空間的定義
  • 2.2 命名空間的使用
• 三、輸入&輸出
• 四、缺省參數(shù)
• • 4.1 缺省參數(shù)概念
  • 4.2 缺省參數(shù)分類
  • • 注意：
• 五、函數(shù)重載
• • 5.1 概念
  • 5.2 名字修飾
• 六、引用
• • 6.1 概念
  • 6.2 引用特性
  • 6.3 常引用
  • 6.4 使用場景
  • • 6.4.1 做參數(shù)
    • 6.4.2 做返回值
    • 6.4.3 變量，指針，數(shù)組的引用
  • 6.5 效率比較
  • • 6.5.1 傳值，傳引用效率比較
    • 6.5.2 值和引用的作為返回值類型的性能比較
  • 6.6 引用和指針的區(qū)別
  • • 引用和指針的不同點(diǎn)
• 七、auto關(guān)鍵字
• • 7.1 auto簡介
  • 7.2 auto的使用細(xì)則
  • • 7.2.3 auto與指針和引用結(jié)合起來使用
    • 7.2.4 在同一行定義多個變量
  • 7.3 auto不能推導(dǎo)的場景

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前言

本博客意在總結(jié)初學(xué)C++的一些基礎(chǔ)知識，便于回顧與復(fù)習(xí)。

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一、什么是C++？

C語言是結(jié)構(gòu)化和模塊化的語言，適合處理較小規(guī)模的程序。對于復(fù)雜的問題，規(guī)模較大的程序，需要高度的抽象和建模時，C語言則不合適。為了解決軟件危機(jī)， 20世紀(jì)80年代， 計算機(jī)界提出了OOP(object oriented programming：面向?qū)ο?思想，支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言應(yīng)運(yùn)而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C語言的基礎(chǔ)上引入并擴(kuò)充了面向?qū)ο蟮母拍?#xff0c;發(fā)明了一種新的程序語言。為了表達(dá)該語言與C語言的淵源關(guān)系，命名為C++。因此：C++是基于C語言而產(chǎn)生的，它既可以進(jìn)行C語言的過程化程序設(shè)計，又可以進(jìn)行以抽象數(shù)據(jù)類型為特點(diǎn)的基于對象的程序設(shè)計，還可以進(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計。

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C++發(fā)展至今，已發(fā)布過許多版本，其中兩個版本需要特別注意：

1.C++98——C++標(biāo)準(zhǔn)第一個版本，絕大多數(shù)編譯器都支持，得到了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和美國標(biāo)準(zhǔn)化。
協(xié)會認(rèn)可，以模板方式重寫C++標(biāo)準(zhǔn)庫，引入了STL(標(biāo)準(zhǔn)模板庫)
2.C++11——增加了許多特性，使得C++更像一種新語言，比如：正則表達(dá)式、基于范圍for循環(huán)、auto關(guān)鍵字、新容器、列表初始化、標(biāo)準(zhǔn)線程庫等。

二、命名空間

在C/C++中，變量、函數(shù)和后面要學(xué)到的類都是大量存在的，這些變量、函數(shù)和類的名稱將都存在于全局作用域中，可能會導(dǎo)致很多沖突。使用命名空間的目的是對標(biāo)識符的名稱進(jìn)行本地化，以避免命名沖突或名字污染，namespace關(guān)鍵字的出現(xiàn)就是針對這種問題的。

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2.1 命名空間的定義

定義命名空間，需要使用到namespace關(guān)鍵字，后面跟命名空間的名字，然后接一對{}即可， {} 中即為命名空間的成員。如：

namespace S1 //S1為命名空間名稱 {//命名空間中的內(nèi)容，可定義變量，也可定義函數(shù)int a = 10;int Add(int x,int y){return x + y;} }

需注意：

• 命名空間可以嵌套——一個命名空間的{}內(nèi)可以定義別的命名空間；
• 同一工程允許存在多個名稱想同的命名空間，編譯器最終會合成同一個命名空間中。

2.2 命名空間的使用

命名空間的使用方式有三種：

• 加命名空間名稱及作用于限定符::

int main() {printf("%d\n",S1::a);//S1為前面定義的命名空間名稱return 0; }

• 使用using將命名空間中成員引入

using S1::a int main() {printf("%d\n",a);//S1為前面定義的命名空間名稱return 0; }

• 使用using namespace引入命名空間名稱

using namespace S1 int main() {printf("%d\n",a);//S1為前面定義的命名空間名稱return 0; }

三、輸入&輸出

在C語言中，我們通常使用scanf & printf進(jìn)行輸入與輸出，在C++中，我們當(dāng)然也可以這么做，不過C++提出一種新的方式——cin & cout使我們的輸入輸出更加方便。

首先看一下C++的hello，world如何輸出：

#include<iostream> using namespace std;int main() {cout<<"Hello world!!!"<<endl;//<<后為需要輸出的內(nèi)容，endl為換行符return 0; }

注意：

使用cout標(biāo)準(zhǔn)輸出(控制臺)和cin標(biāo)準(zhǔn)輸入(鍵盤)時，必須包含< iostream >頭文件以及std標(biāo)準(zhǔn)命名空間。注意：早期標(biāo)準(zhǔn)庫將所有功能在全局域中實(shí)現(xiàn)，聲明在.h后綴的頭文件中，使用時只需包含對應(yīng)頭文件即可，后來將其實(shí)現(xiàn)在std命名空間下，為了和C頭文件區(qū)分，也為了正確使用命名空間，規(guī)定C++頭文件不帶.h；舊編譯器(vc 6.0)中還支持<iostream.h>格式，后續(xù)編譯器已不支持，因此推薦使用 +std的方式。

使用C++輸入輸出更方便，不需增加數(shù)據(jù)格式控制，比如：整形–%d，字符–%c。

#include <iostream> using namespace std; int main() {int a;double b;char c;cin>>a; //>>后為輸入內(nèi)容cin>>b>>c;cout<<a<<endl;cout<<b<<" "<<c<<endl;return 0; }

觀察如上代碼，可以發(fā)現(xiàn)任何類型的變量，直接輸入/輸出即可，不必關(guān)注變量類型。

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四、缺省參數(shù)

在C++中提出了缺省參數(shù)，思想類似于備胎…

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4.1 缺省參數(shù)概念

缺省參數(shù)是聲明或定義函數(shù)時為函數(shù)的參數(shù)指定一個默認(rèn)值。在調(diào)用該函數(shù)時，如果沒有指定實(shí)參則采用該默認(rèn)值，否則使用指定的實(shí)參，例：

void TestFunc(int a = 0) {cout<<a<<endl; } int main() {TestFunc(); // 沒有傳參時，使用參數(shù)的默認(rèn)值TestFunc(10); // 傳參時，使用指定的實(shí)參 }

4.2 缺省參數(shù)分類

1. 全缺省參數(shù)

顧名思義就是全部參數(shù)都有默認(rèn)值啦（都是備胎）。如：

void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30) {cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl; }

2. 半缺省參數(shù)

void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20) {cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl; }

注意：

• 半缺省參數(shù)必須從右往左依次來給出，不能間隔著給；
• 缺省參數(shù)不能在函數(shù)聲明和定義中同時出現(xiàn)（防止誤導(dǎo)編譯器）；
• 缺省值必須是常量或者全局變量；
• C語言不支持（編譯器不支持）。

五、函數(shù)重載

5.1 概念

函數(shù)重載:是函數(shù)的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個功能類似的同名函數(shù)，這些同名函數(shù)的形參列表(參數(shù)個數(shù) 或 類型 或 順序)必須不同，常用來處理實(shí)現(xiàn)功能類似數(shù)據(jù)類型不同的問題

int Add(int left, int right) {return left+right; } double Add(double left, double right) {return left+right; }int main() {Add(10, 20);Add(10.0, 20.0);return 0; }

5.2 名字修飾

為什么C++支持重載而C語言不支持呢，原因在編譯器函數(shù)名修飾規(guī)則不同。

在C/C++中，一個程序要運(yùn)行起來，需要經(jīng)歷以下幾個階段：預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接。而在鏈接階段，面對一個函數(shù)，連接器會根據(jù)函數(shù)名去尋找相應(yīng)的地址，然后鏈接到一起。對于C語言，函數(shù)修飾后名字是不變的，然而連接器對于相同名字的函數(shù)該去鏈接哪個是沒有辦法判斷的（同名函數(shù)無法區(qū)分），而對于C++來說，編譯完成后函數(shù)名字的修飾會根據(jù)它的參數(shù)列表發(fā)生改變，不同的參數(shù)會被修飾為不同的名稱，這樣，鏈接時連接器就會根據(jù)不同的名稱尋找相應(yīng)的地址完成鏈接啦。

注意：

• 不同的系統(tǒng)下，名字修飾規(guī)則是不同的（如linux與windows）
• C++中函數(shù)重載底層的處理方法：C++利用命名傾軋技術(shù)改變函數(shù)名，區(qū)分參數(shù)不同的同名函數(shù)（編譯階段）。

六、引用

6.1 概念

引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內(nèi)存空間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間。

類型& 引用變量名(對象名) = 引用實(shí)體； void TestRef() {int a = 10;int& ra = a;//<====定義引用類型printf("%p\n", &a);printf("%p\n", &ra); }

注意：引用類型必須和引用實(shí)體是同種類型的。

6.2 引用特性

引用在定義時必須初始化；

一個變量可以有多個引用；

引用一旦引用一個實(shí)體，再不能引用其他實(shí)體。

6.3 常引用

觀察如下代碼：，可以發(fā)現(xiàn)，引用的類型必須和被引用類型一樣。

void TestConstRef() {const int a = 10;//int& ra = a; // 該語句編譯時會出錯，a為常量const int& ra = a;// int& b = 10; // 該語句編譯時會出錯，b為常量const int& b = 10;double d = 12.34;//int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯，類型不同const int& rd = d;}

6.4 使用場景

6.4.1 做參數(shù)

void Swap(int& left, int& right) {int temp = left;left = right;right = temp; }

6.4.2 做返回值

int& Count() {static int n = 0；n++;// ...return n; }

注意：：如果函數(shù)返回時，出了函數(shù)作用域，如果返回對象還未還給系統(tǒng)，則可以使用引用返回，如果已經(jīng)還給系統(tǒng)了，則必須使用傳值返回。（傳值時，創(chuàng)建無名臨時空間來接受返回值）

6.4.3 變量，指針，數(shù)組的引用

//變量的引用int a = 1;int &b = a; //指針的引用int *ptr = &a;int *&q = ptr; //數(shù)組的引用int arr[n] = {1,2,3,4,5};int(&pa)[5] = arr;

6.5 效率比較

6.5.1 傳值，傳引用效率比較

以值作為參數(shù)或者返回值類型，在傳參和返回期間，函數(shù)不會直接傳遞實(shí)參或者將變量本身直接返回，而是傳遞實(shí)參或者返回變量的一份臨時的拷貝，因此用值作為參數(shù)或者返回值類型，效率是非常低下的，尤其是
當(dāng)參數(shù)或者返回值類型非常大時，效率就更低。

6.5.2 值和引用的作為返回值類型的性能比較

引用作為返回值比值作為返回值的效率好很多，但是如果返回值的生命周期受限則不能使用引用返回。

6.6 引用和指針的區(qū)別

在語法概念上引用就是一個別名，沒有獨(dú)立空間，和其引用實(shí)體共用同一塊空間。但底層實(shí)現(xiàn)上實(shí)際是有空間的，因?yàn)?strong>引用是按照指針方式來實(shí)現(xiàn)的。

引用和指針的不同點(diǎn)

引用在定義時必須初始化，指針沒有要求

引用在初始化時引用一個實(shí)體后，就不能再引用其他實(shí)體，而指針可以在任何時候指向任何一個同類型實(shí)體

沒有NULL引用，但有NULL指針

在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個數(shù)(32位平臺下占4個字節(jié))

引用自加即引用的實(shí)體增加1，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小

有多級指針，但是沒有多級引用

訪問實(shí)體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理

引用比指針使用起來相對更安全

七、auto關(guān)鍵字

7.1 auto簡介

在早期C/C++中auto的含義是：使用auto修飾的變量，是具有自動存儲器的局部變量，但遺憾的是一直沒有人去使用它。
C++11中，標(biāo)準(zhǔn)委員會賦予了auto全新的含義即：auto不再是一個存儲類型指示符，而是作為一個新的類型指示符來指示編譯器，auto聲明的變量必須由編譯器在編譯時期推導(dǎo)而得。

觀察一段代碼讓我們更好的了解auto：

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; 無法通過編譯，使用auto定義變量時必須對其進(jìn)行初始化return 0; }

上面的代碼部分，可以看到b，c，d的類型分別是int型，char型和 int型，在C語言中，初始化變量時我們必須得指明定義的變量的類型，但有了auto我們便可不再那樣麻煩，它會自動推導(dǎo)auto表達(dá)式的實(shí)際類型并變換為實(shí)際類型，這就是auto的作用！

注意：使用auto定義變量時必須對其進(jìn)行初始化，在編譯階段編譯器需要根據(jù)初始化表達(dá)式來推導(dǎo)auto的實(shí)際類型。因此auto并非是一種“類型”的聲明，而是一個類型聲明時的“占位符”，編譯器在編譯期會將auto替換為變量實(shí)際的類型。

7.2 auto的使用細(xì)則

7.2.3 auto與指針和引用結(jié)合起來使用

用auto聲明指針類型時，用auto和auto*沒有任何區(qū)別，但用auto聲明引用類型時則必須加&。

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;}

7.2.4 在同一行定義多個變量

當(dāng)在同一行聲明多個變量時，這些變量必須是相同的類型，否則編譯器將會報錯，因?yàn)榫幾g器實(shí)際只對
第一個類型進(jìn)行推導(dǎo)，然后用推導(dǎo)出來的類型定義其他變量.

void TestAuto() {auto a = 1, b = 2; auto c = 3, d = 4.0; // 該行代碼會編譯失敗，因?yàn)閏和d的初始化表達(dá)式類型不同 }

7.3 auto不能推導(dǎo)的場景

1.auto不能作為函數(shù)的參數(shù)
2. auto不能直接用來聲明數(shù)組
3. 為了避免與C++98中的auto發(fā)生混淆，C++11只保留了auto作為類型指示符的用法
4. auto在實(shí)際中最常見的優(yōu)勢用法就是跟C++11提供的新式for循環(huán)，還有l(wèi)ambda表達(dá)式等
進(jìn)行配合使用

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++——入门知识点汇总（命名空间、缺省、重载、引用等）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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