命名空间
- 在C++中，有大量的函数，变量存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。使用命名空间就是为了标识符的名称本地化，以避免命名冲突或标识符污染。
例如
#include<stdio.h>
int rand = 10;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
- 命名空间的定义
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。
namespace A
{
int a = 30;
}
- 在CPP中，局部域的优先级高于全局域，若要访问全局域的数据，要使用域解析运算符：：
int a = 20;//全局变量
int main()
{
int a = 10;//局部变量
printf("%d\n", a);
return 0;
}
int a = 20;//全局变量
int main()
{
int a = 10;//局部变量
printf("%d\n", a);
printf("%d\n",::a);//通过域解析运算符访问全局变量
return 0;
}
namespace A
{
int a = 30;
}
using namespace A;//展开命名空间域
int a = 20;//全局变量
int main()
{
int a = 10;//局部变量
printf("%d\n", a);
printf("%d\n",::a);//通过域解析运算符访问全局变量
printf("%d\n", A::a);//指定访问命名空间域
return 0;
}
若不展开命名空间域，则无法访问
namespace A
{
int rand = 10;
}
using namespace A;
int main()
{
printf("%d\n", A::rand);
return 0;
}
- 命名空间可以嵌套（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）
例
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N2
{
int c;
int d;
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
}
- 命名空间的三种使用方式
1
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
return 0;
}
2
using N::b;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}
3
using namespce N;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
return 0;
}
CPP的输入与输出
#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello world!!!"<<endl;
return 0;
}
- 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件
以及按命名空间使用方法使用std。 - cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含<
iostream >头文件中。 - <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。（支持多种数据类型，自动识别）
例
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a;
double b;
char c;
// 可以自动识别变量的类型
cin >> a;
cin >> b >> c;
cout << a << endl;
cout << b << " " << c << endl;
return 0;
}
cout其他类型格式化输出
浮点型的输出
- cout的浮点型输出只保留小数点后三位
- 可以通过fixed固定小数点表示浮点数，设置后就不会以科学计数法的形式展开
- scientific以科学计数法表示浮点数
- setprecision设置浮点数精度
- 它们都要包含在头文件中
#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main()
{
double num = 123.456789;
cout << num << endl;//保留三位小数，最后一位四舍五入
cout << setprecision(8) << num << endl;//保留八位数
cout << fixed << setprecision(2) << num << endl;//保留小数点后两位
cout << scientific << setprecision(5) << num << endl;//以科学计数法形式，保留小数点后五位
return 0;
}
字符的填充
- setw设置字符段
- setfill设置填充字符
- 必须包含文件
- 只对接下来的一次输出有效，如需多次使用，则需要重新设置
- right 右对齐，填充字符在左侧
- left 左对齐，填充字符在右侧
#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main()
{
double num = 123.456789;
cout << setw(10) << num << endl;//默认填充字符为空格
cout << setw(15) << setfill('*') << num << endl;
cout << setfill('*') << setw(15) << num << endl;
cout << setfill('*') << setw(15) << left << num << endl;//左对齐，填充字符在右侧
cout << setfill('*') << setw(15) << right << num << endl;//右对齐，填充字符在左侧
return 0;
}
缺省参数
缺省参数是生明或定义函数时，为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。
例
#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
void Func(int a = 0)
{
cout << a << endl;
}
int main()
{
Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值
Func(10); // 传参时，使用指定的实参
return 0;
}
- 全缺省参数
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
Func();
return 0;
}
- 半缺省参数
void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
Func(1);
return 0;
}
注：
-
- 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
-
- 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
-
- 缺省值必须是常量或者全局变量
-
- C语言不支持缺省（编译器不支持）
函数重载
函数重载的概念是指在同一个作用域范围下，声明多个具有相同函数名称但参数列表（参数个数 或 类型 或 类型顺序）不同的函数。
- 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}
- 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
函数重载的规则
参数列表必须不同（参数类型、个数或顺序）。
函数的返回值类型不能作为重载的依据。
重载函数的名字必须相同。
函数重载的优点：
- 提升代码可读性，减少调用时的记忆负担。
- 灵活支持不同类型参数的处理。
引用与指针
引用是变量的别名，它提供了一种间接访问变量的方式。通过引用，可以直接操作原始变量，而不需要使用指针。
void f()
{
int a = 10;
int& b = a;
cout << a << endl;
cout << b << endl;
cout << &a << endl;
cout << &b << endl;
}
int main()
{
f();
return 0;
}
引用的特点
- 引用在定义时必须初始化
- 引用类型与实体类型必须相同
- 一个变量可以有多个引用
- 引用引用一个实体后，不能再引用其他实体
- 引用值不能为空
- 可以参与运算符重载
引用的应用场景
引用做参数
- 可以避免数据拷贝，提高效率
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
引用做返回值
- 引用传参基本任何场景都可以使用，但如果使用引用做返回值，则须考虑返回的引用所指向的对象在函数返回后仍然有效，否则就不能使用引用做返回值。
int& count(int x)
{
int n = x;
n++;
return n;
}
int main()
{
int& ret = count(10);
cout << ret << endl;
return 0;
}
在以上代码中，如果count函数结束，栈帧销毁，没有清理栈帧，ret的值侥幸正确；
如果count函数结束，栈帧销毁，清理栈帧，ret的值就会是随机值。
int& count(int x)
{
int n = x;
n++;
return n;
}
int main()
{
int& ret = count(10);
printf("aaaaaaaa\n");
cout << ret << endl;
return 0;
}
引用在使用时，权限可以缩小，平移，但不能放大
- 权限缩小
int x = 0;
const int& y = x; // y 是 x 的常引用，权限缩小为 const
- 权限平移
const int a = 10;
const int& ra = a;
const int& br = ra; // 权限不变
- 权限放大，非法
const int a = 10;
int& ra = a; // 编译出错，因为 a 为常量，权限放大
常引用
为什么以下代码可以通过
int main()
{
double x = 3.33;
int y = x;
cout << y << endl;
return 0;
}
因为从double类型转到int类型时，会创建一个int类型的临时变量
临时变量具有常性
int main()
{
double x = 3.33;
const int& y = x;
cout << y << endl;
return 0;
}
传值与传引用效率对比
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。
#include <time.h>
struct A { int a[100000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1(a);
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数参数
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
TestRefAndValue();
return 0;
}
值和引用的作为返回值类型的性能比较
struct A { int a[100000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{
// 以值作为函数的返回值类型
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1();
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数的返回值类型
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2();
size_t end2 = clock();
// 计算两个函数运算完成之后的时间
cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
TestReturnByRefOrValue();
return 0;
}
auto关键字
auto 是 C++ 中用于类型推导的关键字，最早在 C++11 中引入，它可以在声明变量时让编译器自动推导变量的类型。
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。
使用细则
- 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;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}
- 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
}
- auto不能使用的场景
1、auto不能作为函数的参数
2、auto不能直接用来声明数组
范围for的语法
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。
范围for的使用条件
- for循环迭代的范围必须是确定的
- 迭代的对象要实现++和==的操作
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，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。
inline int add(int a, int b) {
return a + b;
}
特点
- 通过消除函数调用的开销，内联函数可以在频繁调用的情况下显著提高程序的执行速度。
- 由于函数代码直接嵌入到调用处，调试时可以直接看到函数的实现，无需跳转到函数定义处。* 如果内联函数的主体较大且被多次调用，会导致生成的机器码体积增大，从而可能增加内存占用和加载时间。
- 虽然 inline 关键字是一种建议，但编译器可以选择忽略它。编译器会根据函数的大小、复杂度和调用频率等因素来决定是否进行内联展开。
- 递归函数无法被内联展开，因为递归的深度和次数难以预测，内联展开会带来更大的代码体积和潜在的编译错误。
- 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
总结：inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。
// 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;
}
// 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl
f(int)" (?f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用
扫一扫
860
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
