【c++】入门

其他 2018-10-27 17:51:55 阅读次数: 0

命名空间

  • 基本概念

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。

  • 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。
    a. 普通的命名空间

namespace N1 // N1为命名空间的名称
{
 // 命名空间中的内容，既可以定义变量，也可以定义函数
 int a;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
}

b.嵌套

namespace N2
{
    int a;
    int b;
    int Add(int left, int right)
    {
      return left + right;
    }
//此处嵌套
    namespace N3
    {
    int c;
    int d;
    int Sub(int left, int right)
    {
    return left - right;
    }
    }
}

std::cout<<N2::N3::d<<std::end1可访问到嵌套的d

c. 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




namespace N1
{
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
}


namespace N1
{
 int Mul(int left, int right)
 {
 return left * right;
 }
}
  • 命名空间的使用
    1.加命名空间名称及作用域限定符
namespace N
{
 int a = 10;
 int b = 20;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
 int Sub(int left, int right)
 {
 return left - right;
 }
}
int main()
{
 printf("%d\n", N::a);
 return 0;
}
  • 使用using将命名空间中成员引入
namespace N
{
 int a = 10;
 int b = 20;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
 int Sub(int left, int right)
 {
 return left - right;
 }
}


using N::b;
int main()
{
 printf("%d\n", b);
 return 0;
}
  • 使用using namespace 命名空间名称引入
namespace N
{
 int a = 10;
 int b = 20;
 int Add(int left, int right)
 {
 return left + right;
 }
 int Sub(int left, int right)
 {
 return left - right;
 }
}
using namespce N;
int main()
{
 printf("%d\n", N::a);
 printf("%d\n", b);
 Add(10, 20);
 return 0;
}

c++输入与输出

  • HelloWorld
#include<iostream>
int main()
{
	std::cout << "Hello World?"<<std::endl;
	return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "Hello World?"<<endl;
	system("pause");
	return 0;
}
  • 说明：
  1. 使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及std标准命名空
    间。
    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
    +std的方式。
  2. 使用C++输入输出更方便，不需增加数据格式控制，比如：整形–%d，字符–%c

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
int main()
{
	int a;
	double b;
	char c;
	//输出a
	cin >> a;
	//输入b，载输入c
	cin >> b >> c;
	//输出a
	cout << a << endl;
	//输出b 空格 c
	cout << b << "         " << c << endl;


	system("pause");
	return 0;

}

缺省函数

  • 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默认值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该
    默认值，否则使用指定的实参。
void TestFunc(int a = 0)
{
 cout<<a<<endl;
}
int main()
{
 TestFunc(); // 没有传参时，使用参数的默认值
 TestFunc(10); // 传参时，使用指定的实参
}
  • 缺省参数分类
    1.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;
}

2.半缺省参数

void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20)
{
 cout<<"a = "<<a<<endl;
 cout<<"b = "<<b<<endl;
 cout<<"c = "<<c<<endl;
}
  • 注意事项
  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
//a.h
void TestFunc(int a = 10);
// a.c
void TestFunc(int a = 20)
{}
// 注意：如果生命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。
  1. 缺省值必须是常量或者全局变量
  2. C语言不支持（编译器不支持）

名字修饰(name Mangling)

  • 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。
  • Name Mangling是一种在编译过程中，将函数、变量的名称重新改编的机制，简单来说就是编译器为了区分
    各个函数，将函数通过某种算法，重新修饰为一个全局唯一的名称。
  • C语言的名字修饰规则非常简单，只是在函数名字前面添加了下划线。
  • 由于C++要支持函数重载，命名空间等，使得其修饰规则比较复杂，不同编译器在底层的实现方式可能都有差异。
  • c++编译器在底层使用的被重新修饰过的一个比较复杂的名字，被重新修饰后的名字中包含了：函数的名字以及参数类型。这就是为什么函数重载中几个同名函数要求其参数列表不同的原因。只要参数列表不同，编译器在编译时通过对函数名字进行重新修饰，将参数类型包含在最终的名字中，就可保证名字在底层的全局唯一性。

函数重载

  • 基本概念：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 顺序)必须不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题（返回值不同不是重载）
    1. C语言中为什么不能支持函数重载
    在代码的编译到运行，在编译器下，它是系统直接完成了翻译与链接，直接生成了运行结果。编译器内部完成了翻译部分：
    a.预处理 头文件展开 宏的替换 去注释 条件编译
    b.编译过程：将高级语言转为汇编语言
    c.汇编过程：汇编语言转为二进制语言
    d.链接过程：所引用的数据链接进来
    一个函数比如void fun(int a,int b);
    在c语言编译器在翻译后在库里的名字为_fun
    在c++编译器在翻译后在库里的名字为_fun_int_int
    又一个函数void fun(char a,char b);
    在c语言编译器在翻译后在库里的名字为_fun
    在c++编译器在翻译后在库里的名字为_fun_char_char
    所以c语言不支持重载，c++支持重载
    2. C++中函数重载底层是怎么处理的
    编译器在底层使用的被重新修饰过的一个比较复杂的名字，被重新修饰后的名字中包含了：函数的名字以及参数类型。

extern “C”

  • 有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译，在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译。
extern "C" int Add(int left, int right);
int main()
{
 Add(1,2);
 return 0;
}

链接时报错：error LNK2019: 无法解析的外部符号_Add，该符号在函数 _main 中被引用

引用

  • 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；

  • 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
  • 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;
}
  • 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& TestRefReturn(int& a)
{
 a += 10;
 return a;
}

3.注意

int& Add(int a, int b)
{
 int c = a + b;
 return c;
}
int main()
{
 int& ret = Add(10, 20);
 Add(100, 200);
 cout << "Add(10,20) is :"<< ret;
 return 0;
}

上面输入为300，如果函数返回时，出了函数作用域，对象已经还给系统，就不能返回对象的引用。否则会出现非法访问问题。反之，则可以返回引用。

4.传值、传引用效率比较
a.传参传引用和传值

struct A
{
 int a[100000];
};
A a;
void TestFunc1(A a)
{}
void TestFunc2(A& a)
{}
int main()
{
 size_t begin1 = clock();
 A a;
 for (int i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc1(a);
 size_t end1 = clock();
 size_t begin2 = clock();
 for (int i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc2(a);
 size_t end2 = clock();
 cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

TestFunc2的时间为0，由此得传引用比传值效率更高。
b.返回值传引用和传值

struct A
{
 int a[100000];
};
A a;
A& TestFunc1()
{
 return a;
}
A TestFunc2()
{
 return a;
}
int main()
{
 size_t begin1 = clock();
 for (int i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc1();
 size_t end1 = clock();
 size_t begin2 = clock();
 for (int i = 0; i < 10000; ++i)
 TestFunc2();
 size_t end2 = clock();
 cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

结论：通过上述代码的比较，发现引用和指针在传参上效率几乎相同

5.引用和指针的区别

  • 在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。
  • 在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的。

引用和指针的不同点:

  1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
  2. 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
  3. 没有NULL引用，但有NULL指针
  4. 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)
  5. 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
  6. 有多级指针，但是没有多级引用
  7. 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
  8. 引用比指针使用起来相对更安全

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，没有函数压栈的开销，
    内联函数提升程序运行的效率。
  • 查看方式：
  1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
    比特科技
  2. 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进
    行优化
  • 特性
  1. inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜
    使用作为内联函数。
  2. inline对于编译器而言只是一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数体内有循环/递归等
    等，编译器优化时会忽略掉内联。

宏

优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
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++有哪些技术替代宏？

  1. 常量定义 换用const
  2. 函数定义 换用内联函数

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转载自blog.csdn.net/weixin_41892460/article/details/83062297
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