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2.3 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
一、C++和C语言的关系
C++是在C的基础之上，引入了面向对象的编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式 ,补充C语言语法的不足,并对C语言设计不合理的地方进行优化。
二、C++ 命名空间--namespace
1、 namespace的引入
在我们学习C语言的过程中，我们可能遇到过如下问题：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}这段代码看着好像并没有任何错误，但是一运行我们就会发现会报错“rand”重定义。
那么遇到类似这样的问题我们应该如何解决呢？
在C语言中我们没有办法解决类似的命名冲突问题，所以在C++中提出了命名空间 namespace来解决这一问题。
2、命名空间的定义及使用
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 name{// 命名空间的成员}
使用命名空间，命名空间的使用有三种方式：
(1)加命名空间名称及作用域限定符
namesapce T { int a = 1; } int main() { printf("%d\n", T::a);//注意::这个就是作用域限定符 return 0; }(2)使用using将命名空间中某个成员引入
namespace T { int b = 9; } using T::b; int main() { printf("%d\n", b); return 0; }(3)使用using namespace 命名空间名称 引入
namespace T { int a = 1; int b = 9; } using namespace T; int main() { printf("%d\n", a); printf("%d\n", b); return 0; }
2.1 命名空间中不仅可以定义变量，还可以定义函数，类型。
//命名空间中可以定义变量/函数/类型
namespace T1
{
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
//...
};
}
int main()
{
printf("%d\n", T1::rand);//这样一来就解决了上面rand重定义的问题了
printf("%d\n", T1::Add(3, 5));
struct T1::Node node;
}2.2 命名空间还可以嵌套
//命名空间嵌套
namespace T1
{
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace T2
{
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
}
int main()
{
printf("%d\n", T1::Add(3, 5));
printf("%d\n", T1::T2::Sub(3, 5));
}2.3 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
//Test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right);
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
//Test.cpp
namespace N1
{
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}
int main()
{
printf("%d\n", N1::Add(1, 2));
printf("%d\n", N1::Sub(6, 3));
printf("%d\n", N1::Mul(2, 3));
}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
三、C++输入和输出
#include <iostream>
using namespace std;//std是C++标准库的命名空间名
int main()
{
cout << "Hello World!" << endl;
return 0;
}注意：
1. 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。
2.
<<
是流插入运算符，
>>
是流提取运算符。
cin和cout可以自动识别变量的类型
四、缺省参数
1、缺省参数的概念
缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果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。
2、缺省参数的分类
2.1 全缺省参数
2.2 半缺省参数
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）
注意：如果声明与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。
五、函数重载
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 类型顺序)不同
1.1 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, idouble right)
{
cout << "double Add(double left, idouble right)" << endl;
return left + right;
}
int main()
{
Add(1, 2);
Add(1.0, 2.0);
return 0;
} 
1.2 参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
f();
f(1);
return 0;
}
1.3 参数类型顺序不同(顺序不同是指形参类型的顺序不同)
// 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;
}
int main()
{
f(3, 'e');
f('e', 3);
return 0;
} 
这里需要注意的是：构成重载，在不传参的时候调用会存在二义性（看下面代码）
六、引用
1.引用的概念
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。基本语法 ： 类型 & 引用变量名 ( 对象名 ) = 引用实体注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
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
3.常引用
void Test()
{
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 double& rd = d;
}4.引用的使用场景
4.1 做参数
//做参数
//void Swap(int* left, int* right)
//{
// int temp = *left;
// *left = *right;
/// *right = temp;
//}
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
int main()
{
int a = 4;
int b = 9;
//Swap(&a,&b);
Swap(a, b);
return 0;
}4.2 做返回值
int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}注意： 如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在 ( 还没还给系统 ) ，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。(观察下面代码看看结果是什么？为什么？)
int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
int& ret = Add(1, 2);
Add(3, 4);
cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
return 0;
}
注意：
1、函数运行时，系统需要给该函数开辟独立的栈空间，用来保存该函数的形参、局部变量以及一些寄存器信息等
2、函数运行结束后，该函数对那个的栈空间就被系统回收了
3、空间被回收指该块栈空间暂时不能使用，但是内存还在
5、传值、传引用效率比较
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。
观察引用和指针汇编代码的区别：
引用和指针的不同点:1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。2. 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
七、内联函数
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 ，没有函数调 用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。
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 Add2. 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。
2、特性
1. 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。2. inline 对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于 inline 实现机制可能不同 ，一般建议：将 函数规模较小 、 不 是递归、且频繁调用 的函数采用 inline 修饰，否则编译器会忽略 inline 特性。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。
//Test.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void func(int i);
// Test.cpp
#include "Test.h"
void func(int i)
{
cout << i << endl;
}
// main.cpp
#include "Test.h"
int main()
{
func(1);
return 0;
}
// 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl
func(int)" (?f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用八、auto关键字(C++11)
1、简述
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 Test()
{
return 20;
}
int main()
{
int a = 1;
auto b = a;
auto c = 'a';
auto d = Test();
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
//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 。
2、auto的使用细则
2.1 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 &
2.2 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
3、auto不能推导的场景
3.1 auto不能作为函数的参数
void Test(auto a)
{}
// 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3.2 auto不能直接用来声明数组
int main()
{
int a[] = { 1,2,3 };
auto b[] = { 4,5,6 };
}
3.3 其他情况
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 C++11 提供的新式 for 循环，还有 lambda表达式等进行配合使用。
九、基于范围的for循环(C++11)
1、 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
对比C++98和C++11对于数组的遍历：
//C++98中对数组的遍历
void Test()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i)
arr[i] *= 2;
for (int* p = arr; p < arr + sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]); ++p)
cout << *p << endl;
}void Test()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : arr)
e *= 2;
for(auto e : arr)
cout << e << " ";
return 0;
}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。
2、范围for的使用条件
2.1 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。
举个例子：像一下代码范围就不明确
void Test(int arr[])
{
for(auto& e : arr)
cout<< e <<endl;
}2.2 迭代的对象要实现++和==的操作
十、指针空值nullptr(C++11)
C++98中的指针空值 NULL
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：
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif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。
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
f((int*)NULL);
return 0;
}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。
于是在C++11引入了nullptr关键字：
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 。
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