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 。