简介
本文将介绍c++相关基础知识，包括关键字、命名空间、c++输入输出、缺省参数、函数重载、引用、内联函数、auto关键字、基于范围的 for 循环、指针空值—nullptr等知识点。
正文
首先我们要知道 c++ 和 c 语言的区别，两者都是高级语言。
而 c语言是面向过程，是基于函数编程的；c++是基于面向对象的，它是对 c语言中的一些不合理的地方进行了改进。
那么现在开始了解一些 c++ 的基础知识：
- 关键字
c++关键字的个数和版本有关系，c++98版本有63个关键字，而 c语言的 c99版本有32个关键字。
下表列出了c++98版本的各个关键字：
- 命名空间
因为在 c++中，变量、函数、类都是大量存在的，这些变量、函数、类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就是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突(名字污染)。命名空间就是为了解决名字冲突(名字污染)的问题的。
那么命名空间是如何定义的呢？首先要有 namespace 这个关键字。命名空间有两种表示方式：- 普通命名空间
namespace 命名空间的名字 { 成员列表； } 例如：namespace N1 { int a = 10; int b = 20; int Add(int left, int right) { return left + right; } }命名空间可以放变量名，也可以放函数，结构体- 嵌套
namespace N2
{
int a = 10;
int b = 20;
int Sub(int left, int right){
return left - right;
}
namespace N3
{
int a = 10;
int b = 20;
int Mul(int left, int right){
return left * right;
}
}
}
此处要注意的是在同一个工程中可以定义多个相同的命名空间，但是编译器会自行将多个相同名称的命名空间合并成一个
例如：
namespace N1
{
int a = 10;
int b = 20;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
}
namespace N1
{
int c = 0;
int d = 0;
int Div(int left, int right)
{
if (0 == right)
exit(1);
return left / right;
}
}
//此时N1::会有a,b,Add,c,d,Div六个成员，即合并了两个N1命名空间。
命名空间的使用方法：
方式一：命名空间::成员名字（::是作用域限定符）
方式二：using 命名空间名字::成员名字; //相当于把这个命名空间的名字导出来作为当前工程的全局变量
例：using N1::a;
方式二的适用场景：当前命名空间中个别成员多次在某个文件中被使用，但是可能会造成命名冲突，因为当前工程可能本来就有一个全局变量。
方式三：using namespace N1; //将整个命名空间导出来
方式三的适用场景：当前命名空间中成员在某个文件中应用的比较多，缺陷：冲突率较高
-
c++输入&输出
c++的输入是cin >> 内容;
比如cin >> a; 就是向 a 这个变量中输入值。
c++的输出是cout >> 内容 >> endl;
比如cout << a << endl; 就是输出 a 中的内容，endl 是换行的意思。
要注意的是输入输出需要调用标准库 std，以及包含头文件<iostream>- 可以直接使用using namespace std;
- 也可以使用using std::cin;…
- 或者直接在语句中这样写std::cin >> a;
这三种都是可以的。
-
缺省参数
缺省参数是声明或定义函数时为函数参数指定一个默认值，在调用该函数时，如果没有指定实参就采用这个默认值，否则使用制定的实参。
可以这样想，缺省参数就相当于备胎一样，对于女神来说，如果女神需要她的男神时(指定实参)，备胎(缺省参数)就没有作用了，但是如果女神和他的男神吵架了，这时候备胎就该站出来了，哈哈。
比如：void test(int a = 0) { cout << a << endl; } int main() { test(); //没有传参，a 就是0 test(4); //传了参数，a 就是 4 }缺省参数不能同时出现声明和定义中，否则会出现混淆，最好是放在声明的时候。
缺省参数分类：
- 全缺省参数(函数形参必须全部赋值)：
void Test(int a = 1, int b = 2, int c = 3){ cout << a << " " << b << " " << c << endl; } int main() { //传参是从左向右传的 Test(10, 20 ,30); //输出10 20 30 Test(10, 20); //输出10 20 3 Test(10); //输出10 2 3 Test(); //输出缺省参数1 2 3 return 0; }- 半缺省参数(部分参数带了缺省值，函数形参要从右往左依次赋值，不可以间隔着赋值)
void Test1(int a, int b, int c = 3){ cout << a << " " << b << " " << c << endl; } void Test2(int a, int b = 2, int c = 3){ cout << a << " " << b << " " << c << endl; } int main() { //有几个参数没有缺省值，就必须最少传几个缺省值 Test(10, 20 ,30); Test(10, 20); Test(10); //Test1不可以，2可以 Test(); //两个都不可以 return 0; }
还要注意缺省值必须是常量或者全局变量，在 c 语言中是不支持缺省参数的。
- 函数重载
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中的 形参个数 或 形参类型 或 不同形参的顺序必须不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。
例如：int Add(int left, int right) { return left+right; } double Add(double left, double right) { return left+right; } long Add(long left, long right) { return left+right; } int main() { Add(10, 20); Add(10.0, 20.0); Add(10L, 20L); return 0; }
函数重载需要注意：它是在程序编译期间对函数的参数进行类型推演，根据推演的结果取选择合适的调用函数，如果没有最佳匹配函数，就尝试去转换，如果匹配不到，或者不明确(就是函数重载的几个函数都可以被调用)，那么程序就会报错。
那么为什么c++能够支持函数重载呢？这就要了解一下名字修饰(name Mangling)
首先我们要知道在 c/c++中一个程序要运行起来需要经历预处理—>编译—>汇编—>链接。
而名字修饰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。换句话说，就是在底层给它重新命名以供编译器识别。
在c语言中，他的名字修饰规则非常简单，只是在函数名前面加了下划线。
我们常见到的error LNK2019: 无法解析的外部符号 _Add，该符号在函数 _main 中被引用。这里面就是给函数Add进行了名字修饰，只是简单的加了下划线。
在c++中，我们在vs中运行下面这段代码：
int Add(int left, int right);
double Add(double left, double right);
int main()
{
Add(1, 2);
Add(1.0, 2.0);
return 0;
}
编译链接后，编译器就会报下面的错误：
error LNK2019: 无法解析的外部符号 “double cdecl Add(double,double)” (?Add@@YANNN@Z)
error LNK2019: 无法解析的外部符号 “int __cdecl Add(int,int)” (?Add@@YAHHH@Z)
由此可以看出，c++的名字修饰规则复杂了许多。
double Add(double left, double right);
double cdecl Add(double,double)" (?Add@@YANNN@Z)
这两者可以看出，名字修饰后有函数的类型，以及参数类型，这里的cdecl是函数调用类型，在名字修饰过的名字中就是第一个A表示的意思；N表示 double 类型，H表示 int 类型，最后以“@”结束，以“Z”结尾。
面试题：
- C语言中为什么不能支持函数重载？
答：因为C语言底层使用的名字修饰规则太简单，只是在函数名前面加上一个下划线 _ ,而C++支持函数重载是因为C++底层会将函数的类型加入名字的修饰中。
例如：double Add (int left, double right);在C语言底层中，这个函数的名字就是 _Add而在C++底层中，这个函数的名字是 ?Add@@YANHN@Z - C++中函数重载底层是怎么处理的？
答：编译器会在底层的名字上加上类型修饰，才能实现函数重载。 - C++中能否将一个函数按照 C 的风格来编译？
答：在函数定义前加上extern "C"即可，这就是将代码按照C语言规则来编译。
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;
}
-
引用
在 C 语言中函数传参有传值和传址两种方式。
C++又有一种新的形式—引用，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。
定义引用变量的格式：
类型& 名字 = 实体;
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20; //将 ra 的值改变，a 的值也会改变，因为他们是共用同一块内存空间。
要注意：引用变量的类型必须与其实体的类型一致，否则会报错。
引用的特性：
- 引用变量必须要初始化，不能这样写 int& ra; 需要给 ra 初始化。
- 一个变量可以有多个引用。
- 引用一旦引用一个实体，就再不能引用其他实体。
常引用：
const 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; }常引用有三种写法：
1）const int& ra = 10;
2）const int a = 10;
const int& ra = a; //这种最常用
3） double d = 12.34;
const int& rd = d; //此处的 rd 不是对 d 的引用，可以看 rd 和 d 的地址是不同的
//那么对第三个解释一下：此处本来类型不同，是违背了引用的定义的，但是加上 const 为甚么会可以？是因为 double d = 12.34; 这条语句，会创建一个整型临时变量，然后const int& rd是对这个临时变量的引用。这个临时变量是不知道名字也不知道地址的。所以在后期修改 d 的值是不会改变 rd 的值。
引用的应用场景：
- 直接给一个变量取别名
- 做函数的参数
- 做返回值
做返回值时，如果以引用类型返回，返回值的生命周期必须不受函数的限制(即比函数生命周期长)。因为如果函数返回时，离开函数作用域后，其栈上的空间已经还给系统，因此不能用栈上的空间作为引用类型返回。
看下面这段代码：
int& Add(int& left, int& right)
{
int ret = left + right;
return ret;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int& ret1 = Add(a, b);
int c = 3;
int d = 4;
int ret2 = Add(c, d);//执行到这句，ret1的值也会改变成ret2的值，原因见下面
printf("%d \n", ret2);
system("pause");
return 0;
}
综上，所以注意：如果按照引用的方式作为函数的返回值，不要返回栈上的空间如果要用就要让返回值不受函数影响—返回实体的生命周期比函数的声明周期长（例：用堆上函数的空间、全局变量、静态变量、引用类型变量）
效率：引用 约等于 传址 > 传值
- 指针和引用的区别？
答：看这段代码：
int main()
{
int a = 10;
int *pa = &a;
*pa = 20;
int& ra = a;
ra = 20;
system("pause");
return 0;
}
汇编代码及执行过程如下：
因此，两者在底层处理方式：一模一样
在底层：编译器在底层将引用按照指针的方式来进行处理的
引用实际就是指针 T& 就相当于 T* const
const T& 相当于 const T* const
在底层，引用变量实际是有空间的
概念层面：引用就是变量的别名，与其实体公用同一块内存空间，编译器不会为引用变量开辟新的内存空间。
区别：
1）引用在定义期间必须初始化，而指针没有要求
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(就是引用必须初始化)，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数(32位平台下占 4 个字节，某些64位平台 8 个字节，有些64位系统是按32位系统来编译的https://blog.youkuaiyun.com/u010452239/article/details/70238105)
5）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
6）有多级指针，但是没有多级引用（有char **p,没有char&& rc = ch； 但是const char&& rrc = ‘c’;这种可以，叫右值引用，是c++11里的
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（不会空引用，不能有空指针)
7. 内联函数
这里先了解下宏，宏有两种：宏常量 和 宏函数
在 C 语言中，宏定义是在预处理阶段被替换的，假如在宏定义时不小心将整型定义为字符型，那么编译后会报错，而且错误不好排查。
在 C++ 中，可以使用const关键字来定义常量，代替宏的作用。const 实在编译阶段被替换的，一旦出错，可以较方便的排查错误。
看下面这段代码：
int main()
{
const int a = 10;
int *pa = 100;
*pa = 100;
cout << a << endl;
cout << *pa << endl;
return 0;
}
在调试窗口可以看到，当改变*pa的值后，a 和 *pa 的值都发生改变，但是打印出来，a 的值却依然是 10.
这就是因为const定义的常量在编译阶段被替换，所以在打印的时候，a 的值就又被替换为10.
宏函数：
优点：提高代码运行的效率—在预处理阶段：用宏函数体替换调用位置，没有函数调用的开销因而提高了代码的运行效率。
缺点：1、因为是在预处理阶段替换，所以不会进行参数类型检测；
2、代码的复用性不好，容易造成代码膨胀（宏函数展开很多份，源文件越来越大）；
3、不能调试；
4、造成副作用
内联函数处理：
在编译器编译阶段，用函数体替换函数调用的位置，少了函数调用压栈以及 战帧创建的时间开销，提高了代码的运行效率特性：
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。
2. 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。
- auto关键字
在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。
注意在使用auto关键字定义变量时要对其进行初始化，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的使用规则：
1） auto声明指针类型时，用auto 和 auto* 没有任何区别，但用auto声明引用类型时必须加&
2） 在同一行定义多个变量时，这些变量必须是相同的类型(要是整型就都整型，浮点型则全浮点型)，否则编译器会报错，因为编译器会根据第一个类型推导后面的其他变量。
-
基于范围的for循环
在c++11中，可以使用基于范围的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。
比如：int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
for(auto& e : a) //遍历数组每个元素
e *= 2; //给数组中每个元素乘以2 -
指针空值nullptr
在c++98中，NULL不是空指针了，而是宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到下面这段代码：#ifndef NULL #ifdef __cplusplus //判断代码是不是c++ #define NULL 0 //如果是c++，就将NULL 宏定义为0，这是int类型 #else #define NULL ((void *)0) //否则被定义为无类型指针(void*)的常量 #endif #endif
所以如果初始化指针变量 = NULL是错误的。
在c++11中，为了考虑兼容性，C++11并没有消除常量0的二义性，C++11给出了全新的nullptr表示空值指针。C++11为什么 不在NULL的基础上进行扩展，这是因为NULL以前就是一个宏，而且不同的编译器厂商对于NULL的实现可能 不太相同，而且直接扩展NULL，可能会影响以前旧的程序。
因此：为了避免混淆，C++11提供了nullptr， 即：nullptr代表一个指针空值常量。nullptr是有类型的，其类型为nullptr_t，仅仅可以被隐式转化为指针类 型，nullptr_t被定义在头文件中。
注意：
- 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。
- 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
- 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议好使用nullptr。
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