本文深入探讨C++的高级特性，包括命名空间、输入输出、缺省参数、函数重载、引用、内联函数等核心概念，以及C++11新增的auto关键字、基于范围的for循环等现代C++特性。
目录
1.什么是C++
C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(objectoriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。
C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。
c++关键字：（c++98）
| asm | do | if | return | try | continue |
| auto | double | inline | short | typedef | for |
| bool | dynamic_cast | int | signed | typeid | public |
| break | else | long | sizeof | typename | throw |
| case | enum | mutable | static
| union | wchar_t |
| catch | explicit | namespace | static_cast
| unsigned | default |
| char | export | new | struct | using | friend |
| class | extern | operator | switch | virtual | register |
| const | false | private | template | void | true |
| const_cast | float | protected | this | volatile | while |
| delete | goto | reinterpret_cast |
|
|
|
2. 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。
2.1 命名空间定义
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。
//1. 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; }}
//2. 命名空间可以嵌套
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;
}
}}
//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。
namespace N1
{
int Mul(int left, int 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 命名空间使用
命名空间的使用有三种方式：
3. C++输入&输出
- 加命名空间名称及作用域限定符————————————————空间名 ：： 变量名
- 使用using将命名空间中成员引入———————————————using 空间名 ：： 变量名
- 使用using namespace 命名空间名称引入————————————using namespace 空间名
1. 使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及std标准命名空间。
2. 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
4.1 缺省参数概念
缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该默认值，否则使用指定的实参。
4.2 缺省参数分类
1.全缺省参数
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（一般在声明位置给比较好，）
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
5.1 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 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。与返回值类型无关。
5.2 extern “C”
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传值和传地址比较
传值：优点：安全，不会影响实参
缺点：效率低，不能通过改变形参来改变实参。
传地址：优点：效率高，可改变形参来改实参。
缺点：会影响实参，可读性差。
6. 引用
6.1 引用概念
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。
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。
6.2 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
6.3 常引用
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
//普通引用 必须初始化
int &b = a;
//常引用
int c = 20;
const int &d = c;//常引用 是让 变量引用 具有只读属性 不能通过d 去修改c
//常引用初始化有两种情况
//（1）用变量 初始化常引用
int e = 30;
const int &f = e;//用e变量去初始化 常引用
//（2）用字面量 去初始化 常量引用
const int g = 40;//c++编译器把a放到符号表中
//int &m = 41;//普通引用 引用一个字面量 字面量中没有内存地址
const int &m = 43;//c++编译器会分配内存空间 给&m
cout <<"m="<<m << endl; //输出为43
cout << "f=" <<f<< endl;//输出为30
system("pause");
}
6.4 使用场景
1. 做参数
2. 做返回值
注意：如果函数返回时，离开函数作用域后，其栈上空间已经还给系统，因此不能用栈上的空间作为引用类型返回。如果以引用类型返回，返回值的生命周期必须不受函数的限制(即比函数生命周期长)。
6.5 传值、传引用效率比较
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。
6.6 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的方式实现的。
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
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加安全。
7. 内联函数
宏：定义常量、定义宏函数。（缺陷很大）#define
宏的优缺点？
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 。
C++有哪些技术替代宏？
1. 常量定义 换用const
2. 函数定义 换用内联函数
特性：替换，在编译期间
const修饰的变量，具有宏常量特性：替换，在编译期间。
7.1 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，没有函数压栈的开销，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 Add
2. 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，以下给出vs2013的设置方式)
7.2 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。
8. auto关键字(C++11)
cout << typeid(a).name() << end
查看a变量类型。
8.1 auto简介
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。
【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。
8.2 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&
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。
8.3 auto不能推导的场景
1. auto不能作为函数的参数
2. auto不能直接用来声明数组
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。
5. auto不能定义类的非静态成员变量
6. 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(C++11)
9.1 范围for的语法
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。
void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)// e需要改变，所以加引用
e *= 2;
for(auto e : array)
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。
9.2 范围for的使用条件
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循环迭代的范围。
2. 迭代的对象要实现++和==的操作。
10. 指针空值nullptr(C++11)
为了避免混淆，C++11提供了nullptr，即：nullptr代表一个指针空值常量。nullptr是有类型的，其类型为nullptr_t
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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