C++基础知识

1.C++关键字

2.命名空间

    为什么要有命名空间？

        因为在c++语言中变量、函数、类的名称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

    怎么定义命名空间？

        需要使用namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，其中{}中为命名空间的成员，举例如下：

              

        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

怎么使用命名空间？

    三种方法：

                  1、加命名空间名称及作用域限定符（::）。例如：在使用成员变量的表示形式为N1::a，std::cout << N1::a;

                  2、使用using将命名空间中成员引入。例如：using N1::a；在使用成员变量a时，直接用a表示即可，std::cout << a；

                  3、使用using namespace命名空间名称引入。例如：using namesapce N1；在使用所用成员时，都可以直接调用，不需要加作用域限定符

3.C++的输入和输出

    1、cout标准输出、cin标准输入（注意：在使用时，必须包含头文件<iostream>以及std标准命名空间），一般情况我们可以使用using namespace std让<iostream>中的函数在书写是不用添加std命名空间和作用域限定符

    2、使用C++输出和输入更方便，不需要添加数据格式控制，例如：整形--%d，字符--%c，如下是C与C++的比较：

           

4.缺省参数

    什么是缺省参数？

        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给该默认值，否则使用指定的实参。

        

   缺省参数分类：全缺省参数和半缺省参数

        全缺省参数是所有的形参都给一个默认值。

        半缺省参数是从左边开始，出现第一个有默认值的形参后面的形参也必须有默认值。

    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（同时出现时，编译器就无法确定到底哪个是缺省值）

        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

    什么是函数重载？

        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。（这里顺序不同是：参数类型的顺序不同，不是参数的顺序不同）

    什么情况使用？

        常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题

    为什么C语言不支持函数重载，而C++支持函数重载？

        在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历一下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。在编译过程中Name Mangling将函数、变量的名称重新改编（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）。

        在C语言中，名字修饰规则非常简单，只是在函数名字前面添加了下划线，如果函数名相同的函数，每个函数修饰前面都只是添加一个下划线，那么编译过程中编译器就不知道调用那个函数

        在C++中，由于C++支持函数重载，命名空间等，使得其修饰规则比较复杂，不同的编译器在底层的实现方式可能都有差异。其中，修饰函数名中不仅有函数名还要函数参数列表信息，这就确保了函数名称在底层的全局唯一性，因此就算函数名相同，只要构成函数重载的条件，编译器就可以编译，不会报错

    extern "C"的使用

        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，在函数前面加extern "C"，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译

6.引用

    什么是引用？

        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空间，它和它引用的变量共用一块内存空间

        表示形式：类型& 引用变量名（对象名）= 引用实体;举例如下：

           

    注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

    引用有什么特性？

        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

        4、对常量进行引用，引用类型前面必须加const，不然会出错

    引用的可以干什么？

        1、做参数；好处：节省了传参时都的拷贝时间

        2、做返回值

        分析一段代码：

                                

                               

        从代码分析可以看出ret是一个add函数返回值的一个引用，意思就是ret和add返回值在是同用一块空间，只要add的返回值变，ret的值就变。如果不是引用类型，ret是int类型，那么ret会自己在栈上开辟一块空间，存放自己的值，和add的返回值存放的空间是分开的，所以输出结果为3。

    引用类型和值，指针传参性能的比较

        引用与值：引用类型就是一个变量的别名，不开辟新空间，所以引用变量传参时，没有拷贝，而传值就需要给形参开辟空间进行值拷贝

        引用与指针：在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用一块空间，但在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按指针方式来实现的

    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4个字节，64位平台8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、访问实体的方式不同，指针需要显示解引用，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

    什么是内联函数？

        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，没有函数圧栈调的开销，内联函数提升程序运行效率。

    有什么特性？

        1、inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额外开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用做为内联函数。

        2、inline对于编译器而言只一个建议，编译器会自动优化，如果定义为inline的函数内有循环/递归等，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。

    宏和inline有相似之处，宏的优缺点：

        宏的优点：1、增强代码的复用性；2、提高性能

        宏的缺点：1、不方便调试宏（因为预编译阶段进行替换）；2、导致代码的可读性差，可维护性差，容易误用；3、没有类型安全的检查

8.auto关键字

    早起的C/C++中的含义：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量

    现在的含义：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

    举例：

         

    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，而是一个类型生命的“占位符”，编译器在编译期间将会auto替换为变量实际的类型。

    更深入的使用auto关键字

        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

    auto不能推导的场景

        1、auto不能作为函数的参数，因为编译器无法对形参的实际类型进行推导

        2、auto不能直接用来声明数组

        3、auto不能定义类的非静态成员变量

        4、实例化模板时不能使用auto作为模板参数

9.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，第二部分是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

    举例：

                  

10.指针空值nullptr

    NULL和0的比较：

        NULL：其实就是一个宏，define NULL 0；宏定义NULL的值为0，因此在C++中调用NULL和0其实是一样的结果

    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

    注意：在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr在C++11作为新关键引入的