🌍前言
C++是在C的基础之上,容纳进去了面向对象编程思想,并增加了许多有用的库,以及编程范式等。熟悉C语言之后,对C++学习有一定的帮助,本文的主要目标
补充C语言语法的不足,以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的,比如:作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。
为后续类和对象学习打基础。
🌍1. C++关键字(C++98)
C++总计63个关键字,C语言32个关键字
ps:下面我们只是看一下C++有多少关键字,不对关键字进行具体的讲解。后面我们学到以后再细讲。
🎈本文会将会提及————💢
🌍 2.命名空间
🧡举个例子
❌报错了
在全 局域中我们定义的rand函数与库中的rand函数发生了命名冲突,这时的编译器该找哪个呢?
命名冲突情况的发生
自己定义的函数和库中的函数,重名冲突
在公司工作时候,组内的伙伴一起写代码的时候,也会产生命名冲突❗
对此C++对这个进行了优化——提出了命名空间
💥命名空间
其中namespace是一个域
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <iostream> #include<stdio.h> namespace bit//一个名为bit的域 { int rand = 0; } int main() { printf("%d\n",rand); return 0; }
在此可以看到打印结果 —— 是函数的地址
因为变量的访问是从:局部——⚡全局
那么我们该怎么样访问命名空间里的变量呢?
🔥作用域限定符::
printf("%d\n",bit::rand);//作用域的限定
此时就是指定到bit这个域找,打印结果🐱🚀
🌈2.1 命名空间定义
1.🎃 命名空间中可以定义变量/函数/类型
namespace bit { //变量 int rand = 10; //函数 int Add(int left, int right) { return left + right; } //类型 struct Node { struct Node* next; int val; }; }
访问如下⚡
bit :: rand =50; bit :: Add(1,2); struct bit :: Node next
🎃 命名空间可以嵌套使用
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; } } }
访问如下⚡
N1 :: Add(1,2); N1 :: N2::Sub(2,2);
🎃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。
test.h:声明
namespace N1 { int Mul(int left, int right) { return left * right; } }
test.cpp :定义
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; } } }
最后test.cpp和test.h会合并在一起
(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)
💥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?比如:
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: 名字+::
int main() { printf("%d\n", N::a); return 0; }
::前指定作用域,能很好的隔离
但是缺点也很明显,每个都要手动加上
💦使用using将命名空间中某个常用成员引入
using N::b; int main() { printf("%d\n", N::a); printf("%d\n", b); return 0; }
指定展开项,比如常用的项,其他的不展开
💦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; }
把整个命名空间全部展开,用起来方便
同时也展开到了全局,一句话:自己用很爽,一起用不建议
🔥std命名空间的使用惯例:✅
在日常练习🎓中,建议直接using namespace std即可,这样就很方便。
用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/对象/函数,就会存在冲突问题。然而这个问题在日常练习中很少出现,但是在代码较多、规模大的项目开发中就很容易出现。所以建议在项目开发🤝中使用std::cout 指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
🌍 3. C++输入&输出
C++是否也应该向这个美好的世界来声问候呢?我们来看下C++是如何来实现问候的
#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; }
结果如下:👇🏻
那么这两行代码究极是干嘛的呢?
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,c代表控制台,必须包含< iostream >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,他们都包含在包含< iostream >头文件中。
<<是流插入运算符,>>是流提取运算符。
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。
举例子:
int main() { //特点:自动识别类型 int i; double d; // >> 流提取:提取数据放到i、d中 in代表提取、c代表控制台 cin >> i >> d;// // << 流插入:提取到的数据插入到控制台里 cout << i << endl; //cout << d << '\n'; //endl 代表换行 等价与“\n” cout << d << endl; //关于精度的c++太麻烦,c++可以兼任c的,所以还是可以用c的 return 0; }
结果如下:👇🏻
究竟是使用C还是cpp的输入输出方式,取决于哪个更加方便❓
🔥cout和cin也可以控制输出数据的精度、按照格式去输出进制格式等,但是实现起来比较复杂,主要是因为C++兼容C语法,这些用的又不是很多,就不展开学习了。后续如果有需要,再配合文档学习一下。
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,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,因此推荐使用<iostream>+std的方式。
🌍 4.缺省参数(备胎)
🌈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。(省流:没有实参就取缺省值)
#include <iostream> using namespace std; 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
1.💦 全缺省参数
//全缺省参数 void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30) { cout << "a = " << a << endl; cout << "b = " << b << endl; cout << "c = " << c << endl << endl; } int main() { TestFunc();// 没有传参时,使用参数的默认值 TestFunc(1);//从左往右给,传给第1个参数,第2、3个参数缺省用默认值 TestFunc(1, 2); // 传参时,使用前两个指定的实参 TestFunc(1, 2, 3); //都使用指定实参 //TestFunc(,,1);这样不可以,也没有为什么,因为语法是规定死的,我们只能学习,不能更改人家规定 return 0; }
注意传值默认从左向右依次给,很多人会好奇为什么要这样,但是要注意的是我们是在学习别人的语法,在用别人规定好的东西,我们当然可以吐槽什么的,但是如果不想用这种语法,完全可以去开发一种语言比如X语言?
💦半缺省参数
半缺省参数必须从右往左依次来给出,不能间隔着给,看下面的例子
//半缺省 void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20) //必须从右往左连续缺省,不能间隔 { cout << "a = " << a << endl; cout << "b = " << b << endl; cout << "c = " << c << endl <<endl; } int main() { //要传的放在前边,爱传不传的放在后边 TestFunc(1);//这第一个参数必须传 TestFunc(1, 2); TestFunc(1, 2, 3); //不能这样TestFun(,,1) 原因很简单,因为这不叫C++ return 0; }
3.💦 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现,推荐放在声明里🔥 声明是大哥(好比不知道是妈妈当家说话还是爸爸当家说话一样哈哈哈)🔥
🍭举例:
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> struct Stack { int* a; int top; int capacity; }; //部分缺省 void StackInit(struct Stack* ps,int capacity = 4) { ps->a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity); ps->top = 0; ps->capacity = capacity; } int main() { struct Stack st; StackInit(&st);//不知道栈最多存多少数据,就用缺省值初始化 StackInit(&st, 100);//知道我一定会插入100个数据,就可以显示传参数100,提前开好空间,插入数据避免扩容,这样可以减少增容次数,提高效率 return 0; }
🌍 5.函数重载
自然语言中,一个词可以有多重含义,人们可以通过上下文来判断该词真实的含义,即该词被重载了。
比如:以前有一个笑话,国有两个体育项目大家根本不用看,也不用担心。一个是乒乓球,一个是男足。前
者是“谁也赢不了!”,后者是“谁也赢不了!”
🌈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。
#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; }
结果如下:👇🏻
下面思考一下这两个函数支持冲载吗?👇🏻
short Add(short left, short right) { return left + right; } int Add(short left, short right) { return left + right; }
答案:❌不能,函数重载和返回值不同没有关系❗ 是与参数的不同有关,这里不要搞混了哈
函数重载的意义就是让用的很方便,就像在用同一个函数一样
🌈5.2 C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)和extern “C”
这部分要单独写一篇文章,8月中更新,不鸽👻
🌍 6.引用
🌈6.1 引用的概念
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。
比如:李逵,在家称为"铁牛",江湖上人称"黑旋风"。
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); }
通过监视窗口我们可以看到—— a和b的地址相同
所以我们知道原来引用只是对原来的空间起了个“花名”
注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的
🌈6.2 引用特性
💦引用在定义时必须初始化
好比🍭:你要给谁起别名,这个谁要先说戳来
💦 一个变量可以有多个引用
好比🍭:一个人有多个外号
int main() { // 一个变量可以有多个引用 —— 好比一个人可以有很多个外号一样 int a = 0; int& b = a; //引用, 在类型和变量之间 int& c = a; int& d = b; }
💦引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
好比🍭:引用是一个老实人,一旦和一个人结婚就一定终身了,但是指针可以解引用(可理解成离婚)所以指针就是一个渣男❗
思考👇🏻 b是x的别名呢? 还是x赋值给b呢?
int main() { int a = 10; int& b = a; int x = 20; b = x; return 0; }
通过调试后看到,很明显是赋值了,地址都没改动
🌈6.3 常引用
我们知道,const修饰只读,引用修饰读和写
const引用🌏
权限扩大❌
const int a = 10;//只读 int& b = a;//编译器报错 - 权限扩大 - int可读可写
权限缩小 ✅
int c = 10;//可读可写 const int& d = c;//d是c的别名,缩小成只读 —— 权限缩小
权限平移✅
const int a = 10; const int& b = a;//权限不变
接下来再看看这个例子⚡
int main() { int ii = 1; double dd = ii; //int& rdd = ii; //编译出错 const double& rdd = ii; //编译通过 return 0; }
隐式类型转换会产生临时变量(有常属性相当于const)因为不能发生权限变大,引用要加上const
小小的总结:const有很强的接收度(const type&)——通吃,可以接收任意类型的对象
✨const的权限放大和缩小只在指针和引用奏效
因此,如果使用若函数中不改变参数n,那么建议使用const &传参 涉及到权限不能放大的问题
void fun2(const int& n)