C++基础知识

本文内容：

1. C++关键字
2. 命名空间
3. C++输入输出
4. 缺省参数
5. 函数重载
6. 内联函数
7. 内联函数

1.C++关键字

  这里总结的时C++98中的关键字

2.命名空间

  在C/C++中，变量、函数和类都是大量存在的，这些名称都存在与全局域中，可能会导致很多冲突，使用命名空间的目的就是对标识符进行本地化，以避免命名冲突或者名字污染，namespace关键字就是针对这种问题的

2.1命名空间的定义

  命名空间的定义需要用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中为命名空间的成员，比如说

//普通的命名空间
namespace N1  // N1为命名空间的名称
{
	// 命名空间中的内容，既可以定义变量，也可以定义函数
	int a;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
//命名空间中嵌套命名空间
namespace N2
{
	int a;
	int b;
	int Add(int left, double right)
	{
		return left + right;
	}

	namespace N3
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}
//同一个工程中可以多个名称相同的命名空间，
//因为编译器会在最后将名称相同的命名空间合并成一个命名空间
namespace N1  // N1为命名空间的名称
{
	int a;
	//在同一个工程中不同的命名空间中的函数名称要按重载函数处理
	int Sub(int left, double right)
	{
		return left - right;
	}
}

**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命名空间的使用

  a.命名空间前面加作用域限定符

int main()
{
	int a = 3, b = 4;
	N1::Add(a, b);
	return 0;
}

  b.使用using将命名空间中的成员

using  N1::Add;
int main()
{
	int a = 3, b = 4;
	Add(a, b);
	return 0;
}

  c.使用using namespace 将命名空间的名称引入

using namespace N1;
int main()
{
	int a = 3, b = 4;
	Add(a, b);
	return 0;
}

3. C++输入/输出

  C++和C语言一样，同样有输入输出功能，那么他是怎么来实现的呢？先看一段代码

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int a;
	cin >> a;			//输入到a中
	cout << a << endl;	//将a输出
	return 0;
}

3.1 C++中标准输入输出

  C++中使用cout标准输出和cin标准输入，在使用cout和cin时，必须要包含他们的头文件iostream和标准命名空间std。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

  C++中的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，它就和生活中的备胎一样，在调用函数的时候没有指定实参，就用使用缺省参数。缺省参数也分两种，一种是全缺省参数，另一种是半缺省参数，需要注意的是，半缺省参数必须从右向左依次给出，不能有间隔，并且缺省参数不能在函数生命和定义中出现

//全缺省参数
int Add(int left = 12, int right = 13)
{
	return left + right;
}
///半缺省参数
int Add(int left, int right = 13)
{
	return left + right;
}

5.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(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。

void TestFunc(int a = 10)
{
   cout<<"void TestFunc(int)"<<endl;
}
 
void TestFunc(int a)
{
   cout<<"void TestFunc(int)"<<endl;
}

5.1有关函数重载的面试题

  a. 下面两个函数能形成函数重载吗？有问题吗或者什么情况下会出问题？

int TestFunc(int a = 10)
{
   cout<<"void TestFunc(int)"<<endl;
}
 
int TestFunc(int a)
{
   cout<<"void TestFunc(int)"<<endl;
}

  答：这两个函数不能形成重载，会在编译期间报错，因为这两个函数只是一个使用全缺省参数，一个没有使用缺省参数，但是他们参数的类型时相同的，编译器在编译的时候无法确定使用哪个函数，找不到对应的实体。
  b.C语言中为什么不能支持函数重载？
  答：C语言中编译器对函数名字的修饰规则较为简单：直接在函数前加下划线，比如数上述的TestFunc函数，在编译的时候就会将该函数修饰为_TestFunc，所以说如果工程中存在同名函数时，编译器就无法区分应该调用具体的函数，所以就无法工作。
  c. C++中函数重载底层是怎么处理的？
  答：c++中编译器中对函数名字的修饰规则较为复杂：将参数的类型编译到最终函数的名字的中，如果在工程中存在同名函数，编译器可以区分具体的函数。修饰规则为：?函数名字@@YA+返回值类型+参数类型@Z，比如说上述函数修饰为：?TestFunc@@YAHH@Z
  d.C++中能否将一个函数按照C的风格来编译？
  答：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。

5.3函数重载的其他注意事项

  a.函数的重载与函数的返回值没有关系：
   1）c++种不同的编译器大体上是一样的，但是有的编译器在函数的最终名字里就没有加函数的返回值
   2）如果两个函数只是返回值类型不一样，但是参数是一样的，编译器在编译的过程中根据实参的类型就不知道该调用哪个函数，没有规定必须要接收返回值的类型
b.Linux中将函数的名字修饰为： _Z+函数名字符数+函数类型

6.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。就和我们都会有乳名，也会有绰号，身份证上的名字，但是这些名字对对应的人只有一个。 所以说引用在定义时必须初始化，让这个名字知道自己是谁的别名，并且一个变量可以有多个引用，一个引用只能是一个变量的别名。

6.1常引用

  由于普通类型的引用不能引用常量，所以只能使用常引用来引用常量。如果引用的类型和实体的类型不一样，必须使用常引用，因为两个类型不一样，所以编译器会转换类型，并为其创建一块临时空间，由于临时空间时具有常性的，所以必须要在前面加const。

int main()
{
	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;
	return 0;
}

6.2传引用和传值的优缺点

传值：
  优点：函数的副作用不会影响外部的实参
  缺点：传参效率低，不能通过形参来改变外部的实参
传引用：
  优点：传参效率高，可以通过形参来改变外部的实参
  缺点：不安全，会因为函数中的某些错误 影响到外部的实参，并且可读性差。

6.3需要注意：

1. 引用和指针的不同点:如果引用作为函数的返回值，一定不能返回函数栈上的空间，返回的结果的生命周期不受函数的控制（实体的生命周期比函数长）才可以。原因就是函数返回时，离开函数作用域后，其栈上空间已经还给系统。
2. 虽然引用在底层是按照指针的方式来实现的，但是引用在定义时必须初始化，指针没有要求
3. 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
4. 没有NULL引用，但有NULL指针
5. 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)
6. 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
7. 有多级指针，但是没有多级引用
8. 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
9. 引用比指针使用起来相对更安全

7.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。

7.1内联函数的特性

  a.内联函数是一种以空间换时间的做法，省去了调用函数的额外开销，所以长代码或者有循环/递归的韩式不适合做内联函数。
  b.内联函数对编译器来说只是一个建议，如果内联函数中有循环/递归，编译器在优化代码时就会忽略掉内联。
  c.内联函数不建议声明和定义分开，分开会导致链接错误。因为内联函数在编译的时候会被展开，也就说没有了函数地址，连接的时候就会找不到。

7.2内联函数相关面试题

  a.宏的优缺点有哪些？
  答：
  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。（因为预编译阶段直接进行了替换）
  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 。
  b.C++中国有那些技术来代替宏
  答：在C++中用const来代替宏常量的定义，用内联函数来代替宏函数定义。
->关于用const来代替宏常量的优点<-