C++中文版本primer 第二章变量和基本类型 学习笔记

2.2变量

2.2.1 变量定义

列表初始化

• 定义一个名字为units_sold的int变量并初始化为0

int units_sold = 0;
int units_sold = {0};
int units_sold{0};
int units_sold(0);

• C++11 用花括号来初始化变量，上面这个步骤也称之为列表初始化。这种初始化有一个重要的特点，如果在初始化信息的时候存在丢失信息的风险那么编译器就会报错。丢失信息，是指在逆类型转换的时候，丢失数据的精度。

long double ld = 3.241592653;

int a {ld}, b = {ld}; //错误，转化未执行，因为存在丢失信息的风险

int c(ld), d = ld;    //正确，转换执行，但是会丢失部分数值

默认初始化

• 如果定义变量没有指定初始值，则变量会默认初始化。初始化是由于变量的类型（标准类型/自定义类型）和所处的位置所决定的。定义在任何函数体之外的变量会被初始化为0。
• 定义在函数体之内的变量不会被初始化，其数值是未被定义的，如果试图拷贝或者以其他方式来访问这个数值是会引发错误。
• 类的对象如果没有显示的初始化，则其数值由类确定。

2.2.2 变量声明和定义的关系

• C++使用分离式编译机制，该机制允许将程序分割为若干个文件，每个文件都可以被独立的编译。简单的例子就是，头文件的使用，使得程序代码之间可以互相共享代码。如引用头文件iostream，调用输入输出函数std::out。
• 为了支持分离式编译机制，C++将声明和定义区分开来。声明使得程序的名字被程序所知，定义负责创建与名字相互关联的实体。变量声明规定了变量的类型和名字，这一点上定义与之相同。除此之外，定义还申请存储空间，也可能会给变量赋予一个初始化的数值。
• 如果想声明变量但不定义它，在变量的名字之前使用extern关键字，而且不要显示的初始化变量。

extern int i; //声明i，并非定义i
int j;  //声明并未定义了j

• 任何包含了显示初始化的声明就会变成了定义。当然也可以使用extern标记的变量赋一个初始化的数值，这就会抵消了extern的作用，一旦初始化就叫定义。
• 变量只可以被定义一个，但是可以多次声明。

2.2.3 标识符

• 用户自定义的标识符不可以连续出现两个下划线，也不可以使用下划线紧连大写字母开头，定义函数体外的标识符也不可以以下划线开头。

变量的命名规范

• 标识符要体现实际的含义
• 变量名使用小写
• 用户自定义的类名一般使用大写
• 如果用户定义的标识符由多个单词组成，则单词之间要有明显的区分。

名字的作用域

• 作用域是程序的一部分，一般使用花括号进行分割。同一个名字在不同的作用域里面，可能指向不同的实体。名字的有效作用域始于名字的声明语句，结束于声明语句所在的作用域末端。

2.3 符合类型

2.3.1 引用

• 引用为对象起了另外一个名字，引用类型引用另外一种类型。通过将声明符号写成&d的形式来引用类型，其中d是声明的变量名字。初始变量的时候，初始数值会被拷贝到新建的对象中。定义引用的时候，程序把引用和初始值绑定在一起，而不是将初始值拷贝给引用。一旦初始化完成，引用将和他的初始值绑定在一起。因为无法使引用重新绑定到另外一个对象，因此引用必须要初始化。
• 引用并非对象，它只是为一个已经存在的对象所起的另外一个名字。
• 引用不是一个对象，因此无法定义引用的引用。
• int &a = 10; //错误，引用类型的初始值必须是一个对象
• double dav = 3.15; int &rte = dav;错误，引用类型和被引用的对象的类型必须是一致的。

int ival = 1024;
int &refVal = ival;// refVal指向ival(是ival的另外一个名字)
int &refVal2 ;//错误，引用必须被初始化

2.3.2 指针

• 指针是指向的另外一种类型的符合类型。和引用是类似的，指针也实现了对于其他对象的间接访问。
• 指针本身就是一个对象，允许对于指针赋值和拷贝，而且指针的生命周期内可以先后指向相同类型的不同对象；指针无需在定义的时候进行赋值，和其他类型是一样的，在块作用域内定义的指针如果没有被初始化，也将拥有一个不确定的数值。
• 引用不是对象，没有实际的地址，因此不能定义指向引用的指针。

double dval;
double *pd = &dval;// 正确，初始值是double类型的对象地址
double *pd2 = pd;//   正确，初始值是指向double对象的指针

指针值

指针的值（即地址）应属于以下几种状态之一

• 指向一个对象
• 指向紧领对象所占空间的下一个位置
• 空指针，意味着指针没有指向任何对象
• 无效指针，也就是上面所述情况之外的其他数值

利用指针指向对象

• 如果指针指向了一个对象，则可以允许使用解引用符*来访问该对象
• 解引用操作适用于那些确定了指向某个对象的有效指针

int val = 42;
int *p = &val;//p存放着变量val的地址，或者说p是指向变量val的指针
cout << *p;   //由符号*得到指针p所指的对象，输出42

空指针

• null pointer不指向任何对象，在试图使用一个指针之前的代码可以首先检查指针是否为空。以下是检查指针是否为空的方法

int *p1 = nullptr; //等价于int *p1 = 0;
int *p2 = 0;       //直接将p2初始化字面常量0
int *p3 = NULL;    //需要首先使用#include<cstdlib>  等效于int *p3 = 0

• 使用nullptr字面值来初始化指针，这是一种特殊类型的字面值，可以被转化为任意其他的指针类型。另一种方法就如对p2的定义一样，也可以将指针初始化为字面值0来生成指针。

void*指针

• void*是一个特殊的指针类型，用于存放人以对象的地址。一个void*指针可以存放一个地址，这个和其他地址是类似的。

• void*指针的功能单一，拿他和别的指针比较、作为函数的输入和输出、或者赋值给另外一个void*指针，但是不可以直接操作这个void*所指的对象。

2.3.3 理解复合类型的声明

定义多个变量

• int * p1,p2;//p1是指向int的指针，p2是单纯的int

指向指针的指针

指向指针的引用

2.4  const限定符

• const对象一旦创建后其数值就不会被再次改变，因此const对象必须初始化。
• const对象只在文件中有效
• 在不同的文件中使用不同的const来定义不同的常量，那么每个文件定义的变量只会在自己所属的文件中有效。如果想让多个文件共享同一个const变量，那么使用关键字extern即可

2.4.1 const的引用

把引用绑定到const对象上，就像绑定到其他对象上一样，称之为对于常量的引用。和普通信用不同，对于常量的引用不能被用于修改它所绑定的对象。

const int ci = 1024;
const int &r1 = ci;//正确，引用及其对应的对象都是常量
r1 = 42；          //错误，r1是对于常量的引用
int &r2 = ci；     //错误，试图让一个非常量去引用一个常量对象  

• 因为不允许直接为ci赋值，当然也不可以通过引用去改变ci，因此，对于r2的初始化是错误的，假设初始化合法，就可以通过r2来改变他引用的对象的数值，这显然是不正确的。

初始化和对const的引用

• 引用的类型必须和其所引用对象的类型是一致的，但是有两个例外。1，初始化常量引用时候允许用任意表达式来作为初始化的数值，只要该表达式结果可以转化为引用的类型即可。尤其，允许一个常量引用绑定非常量的对象、字面值甚至是一个一般表达式。

    int i = 42;
    const int &r1 = i; //允许将const int& 绑定到一个普通int对象上
    const int &r2 = 42;//r2是一个常量的引用
    const int &r3 = r1 * 2;//r3是一个常量的引用
    int &r4 = r1 * 2;  //错误，r4是一个普通的非常量的引用

对const引用可能引用一个并非const的对象

• 常量的引用仅仅对于可以引用可以参与的操作进行了限定，对于引用的对象的本身是不是一个常量未做限定。因为对象也可能是一个非常量，所以可以通过其他途径来改变它的值。

    int i = 42;
    int &r1 = i; //引用r1绑定对象i
    const int &r2 = i;//r2也绑定对象i，但是不允许通过r2来修改i的数值
    r1 = 0; //r1并非常量，i的数值修改为0
    r2 = 0; //错误，r2是一个常量的引用，因此不可以修改引用的元素的数值