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C++入门

正如标题一样，顾名思义，本节内容主要目的就是快速入门C++这门语言，很多人就想问了，为什么C++这么难的语言可以快速入门呢？不会又是标题党吧，嘿你别说，还真不是，因为在看本节内容之前我是默认你是扎扎实实的学过一遍C语言的，只有有了一门编程语言的基础之后才可以快速入门其他一门语言，当然这门语言最好是C语言，C生万物不是说说而已，强烈不推荐没有学习C语言的直接学C++。

好了回来继续说我们的C++，C++是在C的基础上，容纳进去了面向对象的编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式等，学习C当然也是对C++有一定帮助的，本节C++入门这节具体的目标：

1. 补充C语言语法的不足，以及了解C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的，例如：作用域方面，IO方面，函数方面，指针方面，宏方面等。
2. 为后续类和对象打基础。

好了，说了这么多，那么开始本节内容的学习吧。

C++的关键字(C++98)

C++中63个关键字，C语言32个。

asm	do	if	return	try	continue
auto	double	inline	short	typedef	for
bool	dynamic_cast	int	signed	typeid	public
break	else	long	sizeof	typename	throw
case	enum	mutable	static	union	wchar_t
catch	explicit	namespace	static_cast	unsigned	default
char	export	new	struct	using	friend
class	extern	operator	switch	virtual	register
const	false	private	template	void	true
const_cast	float	protected	this	volatile	while
delete	goto	reinterpret_cast

我们这里只列举一下，简单看一下不做具体解释，其实里面有很多C语言中学过的，但是也有很多可能看不懂的，没有关系，想一下当初学习C语言时一上来不也是看32个关键字一脸懵吗？之后慢慢都会理解的。

命名空间

命名空间

在C/C++中，变量、函数、以及后面要学习的类，都是大量存在的，这些函数变量类的名称如果都存在于全局作用域中，就会造成很多冲突。那么使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突和污染，那么命名空间的关键字叫做namespace，名字起的也是非常容易理解。

看下面一段程序，理解一下什么是命名冲突：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 0;
int main()
{
    printf("%d", rand);
    return 0;
}

直接编译的话可以发现编译器直接就报错了，rand重定义，便是我们所说的命名冲突，在stdlib这个头文件中已经有了一个名叫rand的函数，我们这里又定义了一个rand变量，编译当然也就出错了。

命名空间定义

那么我们如何用命名空间来解决上面的冲突问题呢？其实很简单，我们只需要将我们自己定义的变量装到一个命名空间域里面即可。

namespace lzb
{
    int rand = 0;
}
int main()
{
    printf("%d", lzb::rand);
    return 0;
}

这里我们自己定义的命名空间域，名字就叫做lzb，下去练习建议用自己的名字缩写即可，而一般开发中是用项目名字做命名空间名，

下面在使用我们自己的命名空间域内的东西时，使用了一个::作用域限定符，就是用来指定使用哪个作用域中的变量函数等等。

• 一个命名空间就构成了一个新的作用域。

上面就是最基本的命名空间定义和使用的方式。

下面我们具体来看一下几种命名空间的特点：

1.正常的命名空间定义(常用)

namespace lzb
{
    // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
    int rand = 10;
    int Add(int left, int right)
    {
        return left + right;
    }
    struct Node
    {
        struct Node* next;
        int val;
    };
}

2.命名空间可以嵌套(常用)

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;
        }
    }
}

3.命名空间是开放的，即可以随时把新的成员加入已有的命名空间中(常用)

也就是说编译器最后会将多个命名空间内的东西合并。

namespace A {
   
   
    int a = 100;
    int b = 200;
}
//将c添加到已有的命名空间A中
namespace A {
   
   
    int c = 300;
}

4.命名空间中的函数 可以在“命名空间”外定义

namespace A {
   
   
    int a=100;//变量
    void func();
}
void A::func()//成员函数 在外部定义的时候 记得加作用域
{
   
   
    //访问命名空间的数据不用加作用域
    cout<<"func遍历a = "<<a<<endl;
}
void funb()//普通函数
{
   
   
    cout<<"funb遍历a = "<<A::a<<endl;
}
void test06(){
   
   
   A::func();
    funb();
}

5.无名命名空间，意味着命名空间中的标识符只能在本文件内访问，相当于给这个标识符加上了static，使得其可以作为内部连接（了解）

namespace{
   
   
    int a = 10;
    void func(){
   
   
        cout<<"hello namespace"<<endl;
    }
}
void test(){
   
   

    //只能在当前源文件直接访问a 或 func
    cout<<"a = "<<a<<endl;
    func();
}

6.给命名空间起个别名(了解)

namespace veryLongName{
   
   
    int a = 10;
    void func(){
   
    
        cout << "hello namespace" << endl; 
    }
}
void test(){
   
   
    namespace shortName = veryLongName;
    cout << "veryLongName::a : " << shortName::a << endl;
    veryLongName::func();
    shortName::func();
}

上面代码里涉及到一个cout和endl，先只知道cout是C++中的输出，endl是换行即可。

以上几种情况其实不必全部掌握，有些只做了解即可，将常用的嵌套、添加成员等最常用的理解即可。

命名空间使用

命名空间定义我们学会了，那么怎么使用呢？C++中提供了三种使用方式。

来看这样一个命名空间，看如何访问其成员，

namespace lzb
{
    // 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; 
    }
    namespace lzb2
    {
        int c = 100;
        struct Node
        {
            struct Node* next;
            int val;
        };
    }
}

• 加命名空间名称及作用域限定符

int main()
{
    cout << lzb::a << lzb::b << endl;//访问a和b
    cout << lzb::lzb2::c << endl;//访问c
    return 0;
}

• 使用using将命名空间中某个成员引入

using lzb::a;
using lzb::lzb2::c;
int main()
{
    cout << a << c << endl;
    return 0;
}

• 使用using namespace 命名空间名称引入(命名空间展开)

using namespace lzb;
using namespace lzb::lzb2;
int main()
{
    cout << a << b << endl;
    cout << c << endl;
    return 0;
}

C++输入&输出

新生的婴儿会以自己独特的方式来向这个崭新的世界打招呼，C++刚出来之后，也是一个新的事物，那C++怎么来向这个美好的世界来生问候呢？

我们来看学习C++的第一段程序，

#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;
}

和学习C语言时我们写的第一句代码一样，hello world！！！有没有勾起你一些初次接触编程时的回忆呢，所有程序员的第一段代码，也是有那么一点点浪漫的嘛。

言归正传，我们来看其中的输出语句，

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)，必须包含头文件，以及按命名空间规则使用 std。

2. cout和 cin是全局的流对象， endl是C++特殊的符号，表示换行，都包含在中。
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， >>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)中还支持格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式。

下面可以自己写一下简单的输入输出代码熟悉一下即可，感受一下C++的输入输出比C语言方便在了哪里，

c++ #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; }

关于 cout和 cin还有很多更复杂的用法，比如控制浮点数输出精度，控制整形输出进制格式等等。因为C++兼容C语言的用法，实际上这些又用得不是很多，平时如果需要控制格式的话其实用 printf是很方便的。



可以看一下这些格式，如果你想这样写的话，也可以记住。这里还有一篇推荐的博客，如果有需要可以点进去看： http://t.csdn.cn/r6ntO

# 缺省参数

## 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。

c++ 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，使用指定实参 return 0; }

## 缺省参数分类

- 全缺省参数

c++ 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

c++ 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. 半缺省参数只能从右向左依次给出，不能间隔

2. 缺省参数在函数的定义和声明中不能同时出现

   因为如果声明与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值

3. 缺省值必须为常量或者全局变量(一般为常量)

通常在声明处给缺省值。

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，我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！”

函数重载的概念

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。

C++中其实就是解决函数名不能重名的问题，带来很大的不方便，例如两个整数相加和两个浮点数相加，如果非得定义成两个函数就有些过于麻烦了，像这种功能类似的函数当然还是同名很方便。

• 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;
}

• 参数个数不同

void f()
{
    cout << "f()" << endl;
}

void f(int a)
{
    cout << "f(int a)" << endl;
}

• 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;
}

思考：为什么不设置返回值不同呢？

想一下在调用函数的时候，我们是不写返回值的，那编译器怎么能知道你要调用哪个函数呢。

C++函数重载的原理

上面我们只是了解了一下什么是函数重载，也知道了怎么用，但是还不够，因为我们不知道它是通过什么实现的，那么下面我们就来看一下函数重载的实现方法，以及为什么C语言不支持，C++是怎么进行优化的。

• C++函数重载底层原理是基于编译器的 name mangling 机制。

以下面两个函数为例，我们在linux环境下可以验证：

我们知道编译链接分为几个阶段，每个阶段做什么事情来回顾一下：

1. 预处理阶段：删注释，头文件展开，宏替换，条件编译...

2. 编译：语法检查，符号汇总，生成汇编代码...

3. 汇编：形成符号表，生成二进制机器代码...

4. 链接：合并段表，符号表的重定位和合并...

我们知道在链接时，要通过符号表来寻找函数等一些标识符的地址，那么符号表中的函数名是怎么定义的呢，其实C++的函数重载就是通过重新设计这个名称来实现的，举个例子：

我们先写出一段C语言代码来看一下C语言中的函数名修饰规则，我们是在Linux中来展示，

其中所看到的信息是用下面一句指令来看到的：

objdump -S 目标文件

这是C语言中的函数修饰规则，直接用函数名，而下面我们用同样的方法，看一下C++的修饰规则是什么样的，

可以看到，已经不是简单的函数名了，下面来解释一下这个命名规则,我们就以_Z3Fundd这个为例吧：

其他函数名修饰规则也是同理，通过这种方法，在符号表中的函数名就有区别，在链接时也就可以根据你的函数参数来区别你要调用的是哪个函数，这就是C++函数重载的作用原理。

值得一提的是，不同的环境下的名字修饰规则并不相同，我们上面是用的linux下g++编译器来展示的，而在windows系统vs编译器中的命名规则要复杂的多，例如下面的示例：

所以我们一般都是用Linux下来演示，两者思想都是一样的，只是在实现上有差别。

引用

引用概念

引用不是新定义一个变量，而是给已经存在的空间取一个别名，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空间。

比如一个形象的例子：李逵，在家叫铁牛，江湖人称黑旋风。虽然有多个名字，但是本质都是这个人。

引用方式：

类型 &引用变量名(对象名)=引用实体；

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

int main()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;
    cout << a << endl;
    cout << ra << endl;
}

类型不一致则会报错：

引用特性

• 引用变量在定义时必须初始化

• 一个变量可以有多个引用

• 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体

常引用

如果想对常量进行引用，必须将引用变量也加上const修饰，

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;
}

对于常引用还有一种情况，

void TestConstRef()
{
    double d = 12.34;
    //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
    const int& rd = d;
    cout << rd;
}

这时候有些类似于强制转换，加上常属性则可以引用不同类型的变量。

使用场景

1.做参数

最经典的例子就是两数交换，若按照之前的方法写就是用指针，而现在可以使用引用这一更方便的方式：

void Swap(int& a, int& b)
{
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

2.做返回值

首先要清楚一点，我们的函数为什么要使用引用来返回，

1. 函数需要返回的值比较小的时候，返回时通过寄存器来暂时保存，但是寄存器只有4/8个字节，并且数量也很有限，
2. 函数需要返回的值比较大的时候，直接返回其实是会形成临时变量的，

函数需要返回的值如果特别大的话，那么每次都要形成很大临时变量，造成的开销一定就很大。这时候返回指针当然是一种方式，但是我们今天学习了引用，那么引用可不可以呢？

看下面一段代码：

你会发现非常奇怪的一幕，为什么三次的ret打印出来都不一样呢，并且只有第一次的ret是正确的。

这就又要提及到之前的函数栈帧了，函数用引用做返回的是c的别名吗？我们看这段代码似乎是的，但实际上并不是这么简单，在编译器编译时，这段代码是会报出一个警告的，

所以实际上我们返回的是c的地址回来，而由于c是在函数Add中定义的，函数Add调用完就会销毁，将此段栈帧还给操作系统，下面再去访问实际上已经是非法访问了，同时我们也发现了，函数销毁并不是将那段空间数据清空，而仅仅是将使用权还给操作系统，所以第一次访问时访问到了正确的数据，但是下面又调用了其他函数，只要又有操作用了那段空间，其中的值就会改变，所以在后面两次访问到的值都发生了变化。

所以通过上面的分析就可以知道，如果需要返回一个较大的数据时，正确使用引用返回可以极大的避免空间的消耗，但是好看的玫瑰却是带刺的，用此方法实现起来缺尤为需要注意非法访问的问题。

总结：

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。

传值和传引用效率的比较

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。

上面我们已经分析了传值和传引用效率的问题，那么两者有多大差别呢。

• 作为函数参数

#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
    A a;
    // 以值作为函数参数
    size_t begin1 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
        TestFunc1(a);
    size_t end1 = clock();
    // 以引用作为函数参数
    size_t begin2 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
        TestFunc2(a);
    size_t end2 = clock();
    // 分别计算两个函数运行结束后的时间
    cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
    cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

当传引用作为函数参数，和传值相比，两者效率看起来差了不是一星半点。

• 作为函数返回值

#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{
    // 以值作为函数的返回值类型
    size_t begin1 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 1000000; ++i)
        TestFunc1();
    size_t end1 = clock();
    // 以引用作为函数的返回值类型
    size_t begin2 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 1000000; ++i)
        TestFunc2();
    size_t end2 = clock();
    // 计算两个函数运算完成之后的时间
    cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
    cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

看起来传引用的效率还是非常高的，但是还是要提醒，传引用作返回值，慎用！

引用和指针的区别

引用和指针其实这两个玩意关系很微妙，

从语法层面上讲，引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用体共用同一块空间。这是我们对引用的理解。

但是从底层上来看，引用实际上是有空间的，因为引用的底层就是用指针来实现的。

这个其实我们也可以观察到，

可以看到，汇编代码是一模一样的。

引用和指针的不同点

1. 引用从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的实体
4. 没有NULL引用，但有空指针
5. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下4个字节)
6. 引用自加即引用的实体加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，但没有多级引用
8. 访问实体方式不同，指针需要解引用，引用编译器自己处理
9. 引用比指针使用起来更加安全

内联函数

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。

通常情况下，对于一些简短并且使用频繁的函数我们才使用内联函数，不要把所有函数都设为内联函数，具体原因后面会提到。

内联函数是否展开我们怎么能知道呢？如何去进行验证，我们先来看一个函数

inline int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}
int main()
{
    Add(1, 2);
    return 0;
}

这个函数很简短了吧，我们也将它定义成了内联函数，但是编译器有没有按照我说的去做呢，我们可以来验证一下，还是通过汇编代码的方式来看，正常情况下调用函数一定有一条call指令，如果我们没有看到call指令说明函数展开了，而不是去调用这个函数。

坏了，这编译器怎么回事，为什么没有按照我说的去做呢？

实际上编译器当前的版本是debug版本，VS在debug版本下默认内联函数是生效的，因为debug版本本来就是调试版本，不会对代码做出优化。

下面可以在realease版本下看一下，

可以看到确实没有call指令，说明确实没有去调用函数，而是直接展开了。

但是另外还要补充一下，debug版本下的内联函数是可以通过项目属性设置更改的，下图是VS2022下的演示，

特性

1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数作为内联函数处理，在编译阶段会将函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了函数调用，提高程序运行效率。

2. inline对于编译器只是一个建议，不同编译器对于内联函数的实现机制并不完全相同，一般建议：将函数规模较小(其实就是函数体比较短，不同编译器实现不同，没有确定说法)，不是递归，且频繁调用的函数使用inline修饰，否则编译器会忽略你的建议。

   

1. inline不建议定义和声明分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开后，是没有函数地址的，最后链接通过符号表去找是找不到的。建议将内联函数之间写到头文件中。

   

对于这种短小使用频繁的函数为了减少消耗，在C++内联函数出现之前的解决方式是用宏函数，但是用宏去实现，又会有很多问题，

宏的优缺点：

优点：

1. 增强代码复用性
2. 提高性能

缺点：

1. 不方便调试(宏是在预处理编译阶段进行替换)
2. 导致代码可读性差，可维护性差，容易误用
3. 没有类型安全的检查

C++有哪些可以代替宏？

1. 常量定义：const enum

2. 短小函数定义，换用内联函数

auto关键字

为什么要有auto

要想先简单提一下auto的作用，根据右边的参数自动推导类型，例如：

auto a =10;
int a=10;

上诉两种写法完全等价，这样看起来似乎auto也没有什么价值，我还按原来那么写就可以了嘛。

那是因为我们现在所使用的类型还很简单，到后面我们会有一些名字特别长的情况，例如：

#include <string>
#include <map>
int main()
{
    std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange",
    "橙子" },
    {"pear","梨"} };
    std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
    while (it != m.end())
    {
        //....
    }
    return 0;
}

std::map<std::string, std::string>::iterator这是一个类型，但是这类型太长了，很容易出错。可能有的同学会想到用typedef来进行一下重命名，这确实是一种解决方式，但是还不够，这样在有些情况下又会引起新的问题：

typedef char* pstring;
int main()
{
    const pstring p1; // 编译成功还是失败？
    const pstring* p2; // 编译成功还是失败？
    return 0;
}

在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义。

auto简介

在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的是一直没有人去使用它。
C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

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; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
    return 0;
}

typeid这个操作可以打印出变量的类型。

注意：

使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。

auto使用细则

• auto与指针和引用结合起来使用

用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&

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;
    *a = 20;
    *b = 30;
    c = 40;
    return 0;
}

• 在同一行定义多个变量

当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。

void TestAuto()
{
    auto a = 1, b = 2;
    auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
}

auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

1. auto不能用来直接声明数组

1. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法

基于范围的for循环

范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

void TestFor()
{
    int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
        array[i] *= 2;
    for (int* p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++p)
        cout << *p << endl;
}

对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。

因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。

int main()
{
    int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
    for (auto e : arr)
        cout << e << ' ';
    for (auto& e : arr)
        cout << e << ' ';
    return 0;
}

两种写法都可以很好的遍历数组，但是两种写法有什么区别呢，auto&是引用可以修改数组中的值，而只用值是改不了的。

int main()
{
    int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
    for (auto& e : arr)
        e *= 2;
    for (auto& e : arr)
        cout << e << ' ';
    return 0;
}

范围for的使用条件

• for循环迭代的范围必须是确定的

对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

图中的函数参数是一个指针，而不是数组，此时范围就是不确定的。

• 迭代的对象要实现++和==的操作

这个迭代器的概念以后再看。

指针空值nullptr

C++98中的指针空值

在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下方式对其进行初始化：

void TestPtr()
{
    int* p1 = NULL;
    int* p2 = 0;
    // ……
}

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，比如：

void f(int)
{
    cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
    cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
    f(0);
    f(NULL);
    f((int*)NULL);
    return 0;
}

在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void)常量，但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void )0。

注意：

1. 在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入的。
2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
3. 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。