本笔记主要来源于教程https://www.bilibili.com/video/av41559729?p=1
C++核心编程
本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解,探讨C++中的核心和精髓。
1 内存分区模型
C++程序在执行时,将内存大方向划分为4个区域
- 代码区:存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理的
- 全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
- 栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等
- 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
内存四区意义:
不同区域存放的数据,赋予不同的声明周期,给我们更大的灵活编程
1.1 程序运行前
在程序编译后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域
代码区:
存放CPU执行的机器指令
代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需在内存中有一份代码即可
代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令
全局区:
全局变量和静态变量存放在此
全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量也存放在此
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放
写在函数体内的变量为局部变量,在函数体外定义的变量为全局变量,全局变量和局部变量的地址不在同一段内。
静态变量: 在普通变量前面加static static int a=10;
同样存放在全局区中
常量分为字符串常量(在“ "中)和const修饰的变量,const修饰的变量又分为const修饰的全局变量(全局常量)和const修饰的局部变量(局部常量)
全局变量,静态变量,常量(字符串常量,const修饰的全局变量(全局常量))在全局区中
1.2 程序运行后
栈区:
由编译器自动分配释放,存放函数的参数值(形参),局部变量等
注意事项:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器自动释放。
堆区:
由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
在C++中主要利用new在堆区开辟内存。
int *func()
{
//利用new关键字,可以将数据开辟到堆区
//指针本质也是局部变量,放在栈上(即地址存放在栈上),指针保存的数据是放在堆区(通过地址来访问数据)
int *p= new int(10);
return p;
}
int main()
{
//在堆区开辟数据
int *p = func();
cout << *p << endl;
system("pause");
return 0;
}
1.3 new操作符
C++中利用new操作符在堆区开辟数据
堆区开辟的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符delete
语法 new 数据类型;
利用new创建的数据,会返回数据对应的类型的指针
#include< iostream>
using namespace std;
//new的基本语法
int *func()
{
//在堆区创建整型数据
//new返回的是该数据类型的指针
int *p=new int(10);
return p;
}
void test01()
{
int*p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
//堆区的数据,由程序员管理开辟,程序员管理释放
//如果想释放堆区的数据,用关键字delete
delete p;
cout << *p << endl;//会报错
}
//2.在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
//创建10整型数据的数组
int *arr=new int[10];//10代表数组有十个元素
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i + 100;//给10个元素赋值100~109
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
//释放堆区数组
//释放数组时,要加[]才可以
delete[]arr;
}
int main()
{
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
2 引用
2.1 引用的基本使用
作用:给变量起别名
语法: 数据类型 &别名=原名
int a = 10;
int &b = a;
b = 100;
cout << "a= "<< a << endl;
cout << "b= "<< b << endl;
改变b的值a的值也会改变
2.2 引用注意事项
- 引用必须要初始化 (int &b;是错误的)
- 引用在初始化后,不可以改变 b作为a的别名时就不可以做c的别名
2.3 引用做函数参数
作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参
优点:可以简化指针修改实参
void mySwap01(int a,int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
cout << "Swap01a= " << a << endl;
cout << "Swap01b= " << b << endl;
}
//2.地址传递
void mySwap02(int*a, int*b)
{
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
cout << "Swap02a= " << *a << endl;
cout << "Swap02b= " << *b << endl;
}
//3.引用传递
void mySwap03(int&a,int&b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
cout << "Swap03a= " << a << endl;
cout << "Swap03b= " << b << endl;
}
int main()
{
int a = 10, b = 20;
//mySwap01(a, b);//值传递,形参不会修饰实参
//mySwap02(&a,&b);//地址传递形参会修饰实参
mySwap03(a, b);//引用传递,形参会修饰实参
cout << "a= " << a << endl;
cout << "b= " << b << endl;
system("pause");
return 0;
}
2.4 引用做函数返回值
作用:引用是可以作为函数的返回值存在的
注意:不要返回局部变量引用
用法:函数调用作为左值
//引用做函数返回值
//1.不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
int a = 10;//局部变量 存放在四区中的 栈区
return a;
}
//2.函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
static int a = 10;//静态变量,存放在 全局区,全局区上的数据在程序结束后系统释放
return a;
}
int main()
{
int &ref = test01();
cout << "ref= " << ref << endl;//第一次结果正确是因为编译器做了保留
cout << "ref= " << ref << endl;//第二次结果错误因为a的内存已经释放
int &ref2 = test02();
cout << "ref2= " << ref2 << endl;
cout << "ref2= " << ref2 << endl;
test02() = 1000;//如果函数的返回值是引用,这个函数的调用可以作为左值
cout << "ref2= " << ref2 << endl;
cout << "ref2= " << ref2 << endl;
system("pause");
return 0;
}
2.5 引用的本质
本质:引用的本质在C++内部实现是一个指针常量(指向不可以改,指向的值可以改)
//发现是引用,转换为int* const ref=&a
void func(int& ref)
{
ref = 100;//ref是引用,转换为*ref=100
}
int main()
{
int a = 10;
//自动转换为 int* const ref=&a;指针常量是指针指向不可以变,也说明为什么引用不可更改
int& ref = a;
ref = 20;//内部发现ref是引用,自动帮我们转换为*ref=20;
cout << "a= " << a << endl;
cout << "ref= " << ref << endl;
func(a);
cout << "a= " << a << endl;
cout << "ref= " << ref << endl;
system("pause");
return 0;
}
结论:C++推荐用引用技术,因为语法方便,引用本质是指针常量,但是所有的指针操作编译器都帮我们做了
2.6 常量引用
作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作
在函数形参列表中,可以加const修饰形参,防止形参改变实参
//打印数据函数
void showValue( const int &val)
{
//val = 1000; //加了const不允许修改,防止误操作
cout << "val= " << val << endl;
}
int main()
{
//常量引用
//使用场景:用来修饰形参,防止误操作
//int &refs = 10;//会报错,引用必须引用一块合法的内存空间
//加上const之后 编译器将代码修改 int temp=10; const int &ref=temp;
//const int &ref = 10;
//ref = 20;//报错,加入const之后变为只读状态,不可以修改
int a = 100;
showValue(a);
cout << "a=" << a << endl;
system("pause");
return 0;
}
3 函数提高
3.1 函数默认参数
在C++中,函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。
语法: 返回值类型 函数名 (参数=默认值){}
//函数默认参数
//如果我们自己传入数据,就用自己的,如果没有,那么用默认值
//语法: 返回值类型 函数名称(形参=默认值){}
int func(int a,int b=20,int c=30)
{
return a + b + c;
}
//注意事项
//1.如果某个位置已经有了默认参数,那么从这个位置往后,从左到右都必须有默认值
//2.如果函数声明有默认参数,函数实现就不能有默认参数
//声明和实现只能有一个默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);
int func2(int a=10 , int b=10 )//报错,不能重定义默认参数
{
return a + b;
}
int main()
{
//cout << func(10) << endl;
cout << func2(10,10 )<< endl;
system("pause");
return 0;
}
3.2 函数占位参数
C++中函数的形参列表里可以有占位参数,用来做占位,调用函数时必须填补该位置
语法: 返回值类型 函数名(数据类型){}
在现阶段函数的占位参数意义不大,但是后面的课程中会用到该技术
//占位参数
//返回值类型 函数名(数据类型){}
//占位参数,还可以有默认参数
void func(int a,int=10)
{
cout << "this is func " << endl;
}
int main()
{
func(10);
system("pause");
return 0;
}
3.3 函数重载
3.3.1 函数重载描述
作用: 函数名可以相同,提高复用性
函数重载满足条件:
- 同一个作用域下
- 函数名称相同
- 函数参数类型不同,或者个数不同或者顺序不同
注意:函数的返回值不可以作为函数重载的条件
//函数重载
//可以让函数名相同,提高复用性
//函数重载的满足条件
//1.同一个作用域下
//2.函数名称相同
//3.函数参数类型不同,或者个数不同,或者顺序不同
void func()
{
cout << "func 的调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "func(int a) 的调用" << endl;
}
void func(double a)
{
cout << "func(double a) 的调用" << endl;
}
void func(int a,double b)
{
cout << "func(int a,double b) 的调用" << endl;
}
void func(double a,int b)
{
cout << "func(double a,int b) 的调用" << endl;
}
//注意事项:函数的返回值不可以作为函数重载的条件
//int func(double a, int b)//报错,无法重载
//{
// cout << "func(double a,int b) 的调用" << endl;
//}
int main()
{
func();
func(10);
func(3.14);
func(10, 3.14);
func(3.14, 10);
system("pause");
return 0;
}
3.3.2 函数重载注意事项
- 引用作为重载条件
- 函数重载碰到函数默认参数
//函数重载注意事项
//1.引用作为重载的条件
void func(int &a)//int &a=10:不合法
{
cout << "func(int &a) 调用" << endl;
}
void func(const int &a)//const int &a=10:合法
{
cout << "func(const int &a) 调用" << endl;
}
//2.函数重载碰到默认参数
void func2(int a,int b=10)
{
cout << "func2(int a,int b)的调用" << endl;
}
void func2(int a)
{
cout << "func2(int a)的调用" << endl;
}
int main()
{
int a = 10;
func(a);//调用无const
func(10);//调用有const
func2(10);//当函数重载碰到默认参数,会出现二义性,报错,尽量避免这种情况
system("pause");
return 0;
}
最后欢迎大家访问我的个人博客青蛙听禅的博客