C++入门

1. C++关键字(C++98)

C++总计63个关键字，C语言32个关键字

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 flfloat protected

this volatile while delete goto reinterpret_cast

2. 命名空间

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的。

2.1 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。

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

命名空间的使用有三种方式：

加命名空间名称及作用域限定符

使用using将命名空间中成员引入

使用using namespace 命名空间名称引入

3. C++输入&输出

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

<iostream>+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

4. 缺省参数

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。

4.2 缺省参数分类

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;

}

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：

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

3. 缺省值必须是常量或者全局变量

4. C语言不支持（编译器不支持）

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 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

5.3 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。比如：tcmalloc是google用C++实现的一个项目，他提供tcmallc()和tcfree

两个接口来使用，但如果是C项目就没办法使用，那么他就使用extern “C”来解决。

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

6. 引用

6.1 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。

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

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

6.3 常引用

void TestRef()

{

int a = 10;

// int& ra; // 该条语句编译时会出错

int& ra = a;

int& rra = a;

printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);

}

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;

}

6.4 使用场景

1. 做参数

2. 做返回值

注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，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。

6.5 传值、传引用效率比较

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。

6.6 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

7. 内联函数

7.1 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。

i

如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

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

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，以下给出vs2013的设置方式)

7.2 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。比特科技

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。

3. 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。

【面试题】

宏的优缺点？

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

// F.h

#include <iostream>

using namespace std;

inline void f(int i);

// F.cpp

#include "F.h"

void f(int i)

{

cout << i << endl;

}

// main.cpp

#include "F.h"

int main()

{

f(10);

return 0;

}

8. auto关键字(C++11)

8.1 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，大家可思考下为什么？

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】

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。

8.2 auto的使用细则

1. 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&

2. 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。

8.3 auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

2. auto不能直接用来声明数组

3. 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

4. auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等

进行配合使用。

9. 基于范围的for循环(C++11)

9.1 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：

*a = 20;

*b = 30;

c = 40;

return 0;

}

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

}

// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导

void TestAuto(auto a)

{}

void TestAuto()

{

int a[] = {1,2,3};

auto b[] = {4，5，6};

}

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。

注意：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

9.2 范围for的使用条件

1. 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。

注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。(关于迭代器这个问题，以后会讲，现在大家了解一下就可以了)

10. 指针空值nullptr(C++11)

10.1 C++98中的指针空值

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;

}

void TestFor()

{

int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };

for(auto& e : array)

e *= 2;

for(auto e : array)

cout << e << " ";

return 0;

}

void TestFor(int array[])

{

for(auto& e : array)

cout<< e <<endl;

}

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：

NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码：

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：

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，因此与程序的初衷相悖。

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。