初识c++1——入门知识

1：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。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。
例如：

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

2：输入&输出

头文件需要包含这两部分
#include
using namespace std; //std 命名空间输入和输出均要使用到

eg:
cout<<“Hello world!!!”<<endl;
这条语句就相当于打印Hello world!!!，endl 相当于‘\n’换行；
int a;
cin>>a;
cin简单理解为scanf(),获取输入的a的值；
这里只是简单的一个用法；

3. 函数重载

double Add(double left, double right)
{
return left+right;
}
long Add(long left, long right)
{
return left+right;
}

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;

问题：为什么C语言是不支持函数重载，C++却可以？原理是这样的：C语言和c++都会在底层修改函数名（可通过反汇编看到），但是c语言只是针对函数名字做了修改，同一函数名的函数即使参数不同但是在底层名字相同，那么在函数调用时就存在二义性，自然不允许存在同名函数；而C++对函数名修改的过程中还在函数名中加入了函数参数等信息，故只要函数参数不同，即使函数名相同，C++程序在链接阶段会搜索函数名，自然就能区分重载函数；

问题：为什么c++中函数重载必须要这些同名函数的形参列表(参数个数 或 类型 或 顺序)不同；而不能根据返回值不同来判定（虽然返回值信息也包括在函数名的信息里）？
这么设计也是考虑到可能出现二义性；比如说有这两个函数int func(); double func(); 而调用的时候int a = func(); 虽然限定了a 为int类型，但是double类型可以被转成int类型的，系统还是不能确定调用哪个函数，所以不支持仅返回值不同的函数重载；

4: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

void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
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

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;
}

引用还可以做函数参数，函数返回值

void Swap(int& left, int& right)   //这里&left即为传进来参数的引用（同一空间），不开辟新的空间
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}

int& Count()
{
static int n = 0；
n++;
// ...
return n;
}

需要注意的是：引用做返回值时，返回的空间需要用static来静态开辟，这样函数在调用结束的时候就不会讲这个空间释放掉；
当返回值比较大比较占用空间的时候；使用引用传值能够提高程序效率；这也很容易理解，因为：随着函数调用结束，函数中所开辟的变量空间都会被释放掉，为了能够接收到返回值，系统会额外开辟一个临时变量，保存需要返回的值，这样函数调用结束，返回值就被保存在了这个临时空间里；用引用做返回值的话，引用本身就代表这个变量的空间，函数在调用结束的时候就不会讲这个空间释放掉。系统就省去了开辟临时空间来保存返回值的开销，当返回值类型比较大时，程序的效率自然就提升了。

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。
引用和指针的区别：
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

5.内联函数

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。


相当于直接将add（）函数中的语句展开到main()中；

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。
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。

6.auto关键字(C++11)

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

int TestAuto()
{
return 10;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = TestAuto();
cout << typeid(b).name() << endl;  //int
cout << typeid(c).name() << endl;   //char
cout << typeid(d).name() << endl;   //  int
//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
return 0;
}

【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。

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&

int main()
{
int x = 10;
auto a = &x;
auto* b = &x;
auto& c = x;
cout << typeid(a).name() << endl;  ///int *
cout << typeid(b).name() << endl;   // int *
cout << typeid(c).name() << endl;   // int 
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}

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。

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
}

3. auto不能推导的场景
   auto不能作为函数的参数

// 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)
{}

auto不能直接用来声明数组

void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {4，5，6};
}

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
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。

7.基于范围的for循环(C++11)

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。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

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)
e *= 2;
for(auto e : array)
cout << e << " ";
return 0;
}

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循迭 代的范围。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定

void TestFor(int array[])  
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}

2.迭代的对象要实现++和==的操作。

8.指针空值nullptr(C++11)

之前的null作为空指针来使用时特殊情况下会被解释为0;可能引发歧义，所以引入了nullptr；
sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
表示指针空值时建议最好使用nullptr。