C++初识
目录
1. 什么是C++
2. 第一个C++程序介绍
3. 命名空间
4. C++输入&输出
5. 缺省参数
5.1 缺省参数概念
5.2 缺省参数分类
6. 函数重载
6.1 函数重载概念
6.2 C++支持函数重载的原因
7. 引用
7.1 引用概念
7.2 引用特性
7.3 引用场景
1. 做参数
2. 做返回值
7.4 传值、传引用效率比较
7.5 引用和指针的区别
8. 内联函数
8.1 概念
8.2 特性
1. 什么是C++
C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计（兼容C语言），又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。
2. 第一个C++程序介绍
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "hello world"<<endl;
}分析：iostream 是C++输入输出流（i 即input，o 即output），std为C++库的命名空间，cout为C++输入函数，《 为流插入符号，用于输出，endl 作用相当于" \n "。
3. 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
举个例子：假如下面这个例子，编译后不会报错：
但是如果稍作改动，问题就来了：
这是因为在头文件stdlib.h 里有一个名字为 rand 的函数，与自己定义的变量名重名冲突了，为了解决这种问题，C++引入了命名空间的概念。
解决方案如下图：
:: 为域作用限定符，用法为：域名 + ：：+想调用的域内的成分，若：：前为空白，则默认从全局变量中找。
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;
}4. C++输入&输出
我们先来看下C++是如何来实现输入输出的：
#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;//输入a
cin>>b>>c;//输入b.c
cout<<a<<endl;//输出a值并换行
cout<<b<<" "<<c<<endl;//输出 b c 然后换行
return 0;
}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。
5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象
5. 缺省参数
5.1 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。
简而言之，缺省参数就是“备胎”。
5.2 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;
}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（防止声明和定义中给的缺省值不同，所以在声明中缺省）
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）
6. 函数重载
6.1 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。
#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double 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(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}
6.2 C++支持函数重载的原因
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。
C++之所以支持函数重载，是因为链接时函数名的修饰规则与C不同。
下图，main.o 里有call func 的指令，在链接时会去func.o 的符号表里找相应的函数名：
C++会把形参的类型带入符号表里的函数名，以此区分不同函数，而C不行
7. 引用
7.1 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。
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);
}注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
7.2 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
void TestRef()
{
int a = 10;
// int& ra; // 该条语句编译时会出错
int& ra = a;
int& rra = a;
printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
}7.3 引用场景
1. 做参数
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}2. 做返回值
我们把传值返回和传引用返回做个对比来理解
传值返回：
int Count()
{
int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
如果稍作改动，把 n 改为静态变量：
int Count()
{
static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
还是会创建临时变量，因为C++语法比较“呆”，只要是传值返回，它都会生成临时变量。
传引用返回：
int& Count()
{
int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
传引用返回创建临时变量为 n 的别名，本质还是 n ，所以函数结束会被销毁，结果没有保障。
如果我们把传引用返回里，变量也改为静态变量，那么结果就会不一样：
int& Count()
{
static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
总结：出了函数作用域，返回对象就被销毁了，那么一定不能用引用返回，要用传值返回。
7.4 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。
引用返回不会创建临时变量，效率高很多。
7.5 引用和指针的区别
从语法的角度上看，引用没有开辟空间，指针开辟了空间。
从底层实现角度，引用是按照指针方式实现的。
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}我们来看下引用和指针的汇编代码对比：
由此可以看出，引用的底层实现是和指针一样的。
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
简单总结一下就是：指针很强大但是更危险，引用相对局限但是安全简单。
8. 内联函数
8.1 概念
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。
没加内联，会调用函数，开辟栈帧空间：
加了内联，直接展开：
8.2 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、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。