本文介绍了C++中的命名空间，用于避免标识符冲突，以及如何使用和展开命名空间。接着讨论了C++中的输入输出，如iostream库的使用。接着讲解了函数的缺省参数，以及函数重载的概念和实现原理。此外，还涵盖了引用的特性和使用场景，内联函数的优势和限制，以及C++11的新特性，如auto关键字和范围for循环，以及指针空值nullptr的使用。
目录
1.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。
1.命名冲突
2.域的类型(作用域)
在C语言里面我们知道的域有两种：分别是文件作用域(全局作用域)和代码块作用域(局部作用域)、函数原型作用域(声明时小圆括号里面的传参)，函数作用域(函数体)，在C++里面又增加了两种分别是类的作用域和命名空间作用域。
1.1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.正常的命名空间定义
namespace byte
{
//命名空间里面可以定义变量/函数/类型
int rand = 0;
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
struct Node
{
int* next;
int data;
};
}
//2.命名空间支持嵌套定义
namespace N1
{
int a = 10;
int b = 20;
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
namespace N2
{
int a = 10;
int b = 20;
int sub(int x, int y)
{
return x - y;
}
}
}
//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。
//ps：一个工程中的test.h和test.cpp中两个N1也会被合并成一个
namespace N1
{
int Mul(int x, int y)
{
return x * y;
}
}
int main()
{
int a = 0;
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", N1::N2::a);//访问连续嵌套命名空间的变量
return 0;
}同一个工程中虽然允许存在多个相同名称的命名空间，但是禁止在多个相同名称的命名空间里定义同名变量否则也会出现变量重定义的情况。
1.2展开命名空间域和使用
注："::"域作用域限定符不仅可以用指定访问变量(指定该变量所属作用域的唯一性)，同时还可以把命名空间的需要访问的部分给暴露出来(指定展开的一部分变成全局性)。
注：经常可以看见别人写代码时会写上这样一句using namespace std;代码，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，这句代码的意思是展开标准库的命名空间，展开命名空间是指在编译阶段时是否回去命名空间里面去搜索。(直接展开会有风险，我们的定义如果跟库的定义重名，就报错了，建议项目里面不要去展开，建议日常练习可以这么做，项目建议指定命名空间访问，不要轻易展开命名空间)。
2.C++输入&输出
#include<iostream>
using namespace std;
//using std::cout; //展开部分
//using std::endl;
int main()
{
//可以自动识别变量的类型
cout<<"Hello world!!"<<endl;
//std::cout<<"Hello world!!"<<std::endl;
return 0;
}说明：
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。(ps:虽然C++的输入输出使用起来比较方便，但是在处理细节的地方比较烦琐没有C语言的printf/scanf好用，根据情况而定可以回合一起用。)
注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用<iostream>+std的方式。
3.缺省参数
3.1 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。
void func(int a = 20)//a是缺省参数，20是缺省值
{
cout << a << endl;
}
int main()
{
int a = 0;
//没有传参时使用函数参数的默认值
func();
//传参时使用指定的实参
func(a);
func(10);
return 0;
}3.2缺省参数的分类
1.全缺省参数
//全缺省参数
void func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)//a、b、c都是缺省参数
{
cout << a << endl;
cout << b << endl;
cout << c << endl << endl;
}2.半缺省参数
void func(int a, int b = 20, int c = 30)//a不是缺省参数，b、c是缺省参数
{
cout << a << endl;
cout << b << endl;
cout << c << endl << endl;
}半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给。(缺省参数又叫默认参数)
3.缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
4.函数重载
自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了，列如一句：握草，就含有了各种的表达意思，比如：惊吓或者惊喜。
4.1函数重载的概念
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，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题，它们会自动匹配类型。
1.函数参数类型不同
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
double Add(double x, double y)
{
return x + y;
}
int main()
{
printf("%d\n", Add(10, 20));
printf("%.2lf\n", Add(12.5, 16.9));
return 0;
}2.函数参数个数不同
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
int Add(int x, int y, int n)
{
return x + y + n;
}
int main()
{
printf("%d\n", Add(10, 30));
printf("%d\n", Add(10, 20, 30));
return 0;
}3.函数参数类型顺序不同
void Print(int a = 20, char b = 'b')
{
cout << a << ' ' << b << endl;
}
void Print(char b = 'b', int a = 20)
{
cout << b << ' ' << a << endl;
}
int main()
{
Print(20);
Print('b');
return 0;
}注：无参数重载函数和全缺省参数函数，两个函数只能存在其中一个，因为当调用不传参函数时出现了二义性，编译器不知道该执行那一个函数，如图：
4.2C++支持函数重载的原理 -- 名字修饰
在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。
预编译阶段：会生成一个后缀为.i的文件进行以下操作(每个.cpp源文件都会去和.h头文件都会生成一个.i文件)
1.#include 头文件的包含，把其他自定义头文件和库函数的头文件的代码包含到本源文件中。
2.#define 定义符号的替换和删除(注释的删除)。
注：简单来说就是，展开头文件/宏替换/去掉注释
编译阶段：通过.i文件会生成一个后缀为.s的文件进行以下操作
把C言语代码翻译成了汇编代码，然后进行语法分析，词法分析，语义分析，符号汇总等操作。可以去查看《编译原理》了解详细操作和介绍。(符号汇总：所指的符号是列如主函数名main和函数名add以及全局变量符号等)
汇编阶段：通过.s文件会生成一个后缀为.o的文件(目标文件)进行以下操作,vs的是.boj文件
1.把汇编代码翻译成了二进制指令(存放目标文件)。
2.由上一步的符号汇总形成一个符号表。
链接阶段：
1.合并段表(合并每个源文件生成的.o目标文件)
2.符号表的合并和符号表的重定位，每一个.o目标文件都包含有符号表。
所以链接阶段就是专门处理这种问题，链接器看到main.o调用Add函数，但是没有Add的地址，就会到sum.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。
那么C++链接时，面对Add函数，链接接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则Windows下名字修饰规则
C++要支持函数重载，命名空间等，使得其修饰规则比较复杂，被重新修饰后的名字中包含了 函数的名字以及参数类型 。 这就是为什么函数重载中几个同名函数要求其参数列表不同的原因。 只要参数列表不同，编译器在编译时通过对函数名字进行重新修饰，将参数类型包含在最终的名字中，就可保证名字在底层的全局唯一性。(出自百度)
4.3extern "C"
由于C和C++编译器对函数名字修饰规则的不同，在有些场景下可能就会出问题，比如：
1. C++中调用C语言实现的静态库或者动态库，反之亦然
2. 多人协同开发时，有些人擅长用C语言，有些人擅长用C++
在这种混合模式下开发，由于C和C++编译器对函数名字修饰规则不同，可能就会导致链接失败，在该种场景
下，就需要使用extern "C"。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.引用
5.1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。
5.2引用的特性
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.引用是语法层面上没有开辟空间，实际上底层是有开辟空间的
5.3引用的使用场景
1.做参数
做参数指的是作为函数的形参，形参有两种，一种是输入型参数，一种是输出型参数：
输入型参数就是指形参是实参的一份临时拷贝，传的是实参的值，作为输入(赋值)用的。
输出型参数指的是形参的改变会影响实参，传的是实参的地址。
引用做参数的好处就是提高了传参效率，以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，调用时函数不会直接传递实参或者函数调用结束时不会直接将变量本身直接返回，而是传递实参的值或者返回变量的值的一份临时的拷贝，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，效率就更低了。
2.做返回值
注：函数调用结束时会将返回值保存在一个寄存器中或者生成一个临时变量来保存，为什么会生成一个临时变量呢？因为寄存器也是一个指针最小4个字节，最大也才8个字节，当返回值类型过大时就需要生成一个临时变量来返回，列如数组和结构体。为什么要将他们保存起来？因为函数调用结束时函数中栈帧也被销毁了，防止数据丢失，就算数据是放在静态区的这个临时变量也会生成，使用引用类型做为返回值就不会生成这个临时变量。
总结：
1.基本任何场景都可以使用引用传参。
2.谨慎使用引用做返回值，出了函数作用域，对象不存在了，就不能使用引用返回，若还存在就可以使用引用返回
3.引用做返回值，可以减少拷贝提高效率和获取、修改返回值(类似指针)。
5.4常引用
常引用指在引用初始化对象的时候，该对象具有常属性被const修饰过无法改变，简单来说就是类型不一样权限也就不一样进而导致无法引用就会报错。在C++类似于const int a = 10, int* pa = &a;是无法通过编译的，但是这调代码const int a = 10, int* pa = &a在C语言中是可以编译通过的。所以C++不能百分百兼容C。
C语言是可以通过指针解引用地址间接的去修改被const修饰的变量，C++就不行。
6.内联函数
6.1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。
6.2内联函数和宏函数的对比
在函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。
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
6.3内联函数的特性
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.以防我们滥用，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、频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
总结：内联函数只适合修饰代码行数比较少的且调用比较频繁的函数。
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，在链接的阶段就会找不到，因为内联函数如果展开了和宏函数一样是没有函数地址的只是把函数体替换在函数调用处，不会进入符号表，在进行链接的时候会找不到函数地址，所以内联函数声明包括函数体可以直接写在.h的头文件里就行。
//.h头文件
inline int add(int x, int y)
{
return (x + y) * 10;
}7.auto关键字(C++11)
随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：
1.类型难于拼写
2.含义不明确导致容易出错
#include <string>
#include <map>
int main()
{
std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange", "橙子" },
{"pear","梨"} };
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}std::map<std::string, std::string>::iterator 是一个类型，但是该类型太长了，特别容易写错。虽然可以通过typedef给类型取别名，比如：
#include <string>
#include <map>
typedef std::map<std::string, std::string> Map;
int main()
{
Map m{ { "apple", "苹果" },{ "orange", "橙子" }, {"pear","梨"} };
Map::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}使用typedef给类型取别名确实可以简化代码，但是typedef有会遇到新的难题：
typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1; // 编译成功还是失败？ -- 编译失败
const pstring* p2; // 编译成功还是失败？-- 编译成功
return 0;
}在编程时，常常需要把表达式的值赋值给变量，这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的类型。然而有时候要做到这点并非那么容易，因此C++11给auto赋予了新的含义。
7.1auto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，但遗憾的是一直没有人去使用它，所以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。
7.2 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。
7.3auto不能推导的场景
1.auto不能作为函数的形参参数，因为编译器无法对a的实际类型进行推导 。
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C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。
8.基于范围的for循环(C++11)
8.1范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：
void TestFor()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i)
arr[i] *= 2;
for (int* pa = arr; pa < arr + sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]); ++pa)
cout << *pa << endl;
}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
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
//自动依次取数组中数据赋值给i对象，自动判断结束
for (auto& i : arr)
i *= 2;
for (auto i : arr)
cout << i << " ";
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
8.2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；对于数组而言，应该提供begin(开始)和end(结束)的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。
注：以下代码就有问题，因为for的范围不确定
void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}9.指针空值nullptr(C++11)
9.1C++98中的指针空值
良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下方式对其进行初始化：
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
}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，比如：
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。
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。
我们可以认为nullptr就是把NULL强制转换为(int*)NULL。
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