C++知识点①

C++关键字

C++ 总计 63 个关键字， C 语言 32 个关键字。具体参考：C++ 关键字完整介绍

 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，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。

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。 命名空间中可以定义变量，函数，类型等，命名空间也可以嵌套使用。同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间，但是编译器最后会合成到同一个命名空间当中。注意：一个命名空间定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限在这个命名空间中。

namespace bit
{
	int rand = 10;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}
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;
		}
	}
}
namespace N1
{
	int Mul(int left, int right)
	{
		return left * right;
	}
}

命名空间的使用

命名空间的使用共有三种方式。

第一种，加命名空间名称及作用域限定符。

int main()
{
	printf("%d\n", N::a);
	return 0;
}

第二种，使用using将命名空间中的某一个成员引入。

using N::b;
int main()
{
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

第三种，使用using namespace+命名空间名称引入。

using namespce N;
int main()
{
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", b);
	Add(10, 20);
	return 0;
}

更加建议使用第二种。第一种在写代码的时候比较繁杂，每次引用一个变量都要从命名空间印出来。而第三种将整一个命名空间展开，如果我们定义了和命名空间中名称一样的变量会引起冲突。所以第二种更为合适，根据自己常用的几个变量将其引出，不容易出现错误。

C++的输入和输出

#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;
}

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。
2.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.
3.<<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
4.使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式,C++的输入输出可以自动识别变量类型。

#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;
}

缺省参数

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。相当于形参的备胎。

#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;
void Func(int a = 0)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	Func();
	Func(10);
	return 0;
}

缺省参数的分类

全缺省参数

就是对函数内的每一个参数都设置了缺省参数，就叫做全缺省。

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

半缺省参数

对函数内的部分参数设置了缺省参数（必须从右往左连续缺省）。没有缺省的参数一定要传入目标输入。

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

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 类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

#include<iostream>
using namespace std;
// 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;
}
int main()
{
	Add(10, 20);
	Add(10.1, 20.2);
	f();
	f(10);
	f(10, 'a');
	f('a', 10);
	return 0;
}

C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。如果两个函数只是返回值不同，是不能构成重载的，因为调用时编译器没办法区分。比如void function1（）和int function1（）。

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。引用类型必须和引用实体是同种类型的。

void TestRef()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;//<====定义引用类型
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", &ra);
}

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

void TestRef()
{
	int a = 10;
	// int& ra;   // 该条语句编译时会出错
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
}

使用场景

1、做参数用

void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

 2、做返回值

int& Count()
{
	static int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}

返回的是一个别名，也就是说返回了一个引用。总结:一个函数要使用引用返回，返回变量出了这个函数的作用域还存在，就可以使用引用返回，否则就不安全。  引用返回可以提高程序的效率。

 引用和指针的不同

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.

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。

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(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、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。

auto关键字（C++11）

在C++11中，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。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。

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。

3.auto不能作为函数的参数

4.auto不能直接用来声明数组

基于范围的for循环（C++11）

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。并且，for循环迭代的范围必须是确定的。

void TestFor()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (auto& e : array)
		e *= 2;
	for (auto e : array)
		cout << e << " ";
	return 0;
}

可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

指针空值

在C++中，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。所以在C++中一般使用nullptr表示指针空值，在使用时不需要包含头文件，因为它时C++11作为新的关键字引入的。