C++入门之--命名空间+缺省函数+函数重载+引用+内联函数

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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。

1.1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。

//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;
	}
}

1.2命名空间的使用

//1.直接指定
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", N::a);
	return 0;
}
//2.将b单独展开到全局域中
using N::b;
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}
//3.全部展开
using namespce N;
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", b);
	Add(10, 20);
	return 0;
}

推荐在项目中不要全部展开，最好使用1或2。

2、 C++输入输出

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。
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+std的方式。
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

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//1.相比printf/scanf，自动识别类型，控制输出格式
	//2.一行连续输出
	//3.（endl换行符等价于'\n'）
	cout<< "hello world\n";
	int i = 1;
	char ch = 48;
	double d = 2.222;
	cout << i<<endl;
	cout << d << endl;
	cout << ch << endl;
	cout << &i << endl;

	cin >> i;
	cin >> ch >> d;
	cout << i << "--" << ch << "--" << d << endl;

	return 0;
}
struct Student
{
    
    
	char name[10];
	int age;
};
int main()
{
    
    
	//实际使用角度，cin/cout和printf/scanf各有优势
	//C++方便
	int i;
	double d;
	//cin >> i >>d;
	//cout<<i<<d<<endl;

	//c方便
	struct Student s = {
    
     "peter", 18 };
	printf("name:%s age:%d\n", s.name, s.age);
	cout << "name:" << s.name << " "<< "age:" << s.age << endl;
	return 0;
}

3. 缺省参数

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。

void TestFunc(int a = 0)
{
    
    
	cout << a << endl;
}
int main()
{
    
    
	TestFunc();//没有传参时，使用参数默认值
	TestFunc(10);//传参时使用指定的参数
}

3.1全缺省

void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
    
    
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}
int main()
{
    
    
	TestFunc();
	TestFunc(1);
	TestFunc(1,2);
	TestFunc(1,2,3);
}

在这里插入图片描述

3.2 半缺省

//半缺省 （从左往右缺省）
void TestFunc(int a , int b , int c = 30)
{
    
    
cout << "a = " << a << " ";
cout << "b = " << b << " ";
cout << "c = " << c << " ";
}
int main()
{
    
    

	TestFunc(1, 2);
	TestFunc(1, 2, 3);
}

在这里插入图片描述

4、函数重载

4.1 面试题：

1.什么是函数重载？
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
2.为什么c语言不支持重载，C++支持重载？
预处理头文件展开/宏替换/条件编译/去掉注释。
编译所要作得工作就是通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则之后，将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。
汇编把汇编代码转成二进制的机器码
链接符号表的合并和符号表的重定位
把前期没有拿到地址的函数在其他目标文件的符号表中找到。如何找？使用函数名！因为C++重载函数，只要参数不同，修饰出来的名字就是不同的，那么就不会冲突，链接时就可以找到，因为C++是使用修饰后的名字去找。
如果是c语言，不支持同名函数，C++为了解决这个问题，支持同名函数，但是有要求，参数不同（个数不同or类型不同or顺序不同）

int Add(int left, int right)
{
    
    
	return left + right;
}
double Add(double left, double right)//类型不同
{
    
    
	return left + right;
}
long Add(long  left, long  right)
{
    
    
	return left + right;
}
int main()
{
    
    
	Add(10,20);
	Add(10.0,20.0);
	Add(10L, 20L);
	return 0;
}

5.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。

5.1 引用特性

int main()
{
    
    
	int a = 10;
	int &b = a;//b是a的别名，通过ab都可以修改a的值
	a = 20;
	b = 30;
	int &c = a;//1.可以有多个别名
	int &d = b;
	//int&e; 错误，2.必须在定义时初始化
	return 0;
}

3.引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体。

5.2 常引用

void func (const Type& x) --> func(a)

C++中以后会经常引用去做参数
1、引用做参数不需要拷贝。
2、如果func中不改变x，尽量加const
a、实参可以是变量，也可以是常量。
b、如果x和a之间存在隐式转换等，也可以传递。

int main()
{
    
    
	//指针和引用在初始化赋值时，权限可以缩小不可以放大
	const int a = 10;
	// int &b = a;//编译时会出错
	const int &b = a;

	int c = 0;
	const int& d = c;

	const int& r = 10;//可以引用常量

	//整形和浮点数之间互相隐式类型转换
	double dd = 2.22;//
	int i = dd;

	//int& ri = dd;//不可以
	const int& ri = dd;//可以

	return 0;
}

5.3 引用的作用

1.引用做参数
void Swap(int* px, int* py)//传地址
{
    
    
	int tmp = *px;
	*px = *py;
	*py = tmp;
}
void Swap(int& x, int& y)//引用
//思考：这里是否涉及到引用在定义时未初始化的问题？
//不涉及！形参只有在实参传给它的时候才会开辟空间。传参的过程就是定义
{
    
    
	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}
int main()
{
    
    
	int a = 0, b = 1;
	Swap(&a, &b);
	Swap(a, b);
}

2.引用做返回值
//常用的传值返回
int count()
{
    
    
	static int n = 0;
	n++;
	//...
	return n;
}
//传值返回：这里将n拷贝给了临时变量，临时变量再拷贝给ret。
//相当于进行了两次拷贝。
int main()
{
    
    
	int ret = count();
	printf("%d\n", ret);

	return 0;
}
//传引用返回
int& count()
{
    
    
	static int n = 0;//static作用：延长n的生命周期，使n出了作用域还能存在
	n++;
	//...
	return n;//[int&] = n;
}
//传引用返回：临时变量[int&]是n的引用，就没有拷贝。然后再把临时变量拷贝给ret。相当于只进行一次拷贝
int main()
{
    
    
	int ret = count();
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

5.4 引用和指针的不同点:

引用在定义时必须初始化，指针没有要求
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
没有NULL引用，但有NULL指针
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)
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
有多级指针，但是没有多级引用
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
引用比指针使用起来相对更安全

6.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，没有函数压栈的开销，
内联函数提升程序运行的效率。
1.以空间换时间，代码很长（超过10行）、循环、递归函数不适合作为内联函数
2.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。

 inline void Swap(int& a, int& b)
{
    
    
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
int main()
{
    
    
	int x = 1, y = 2;
	Swap(x, y);
	return 0;
}

Swap函数就是一个频繁调用的函数，调用函数就要建立栈帧，建立栈帧是有空间和性能消耗的，如何解决？
C语言方式：宏函数。缺点：不方便调试、复杂容易出错。
C++方式：内联函数 intine函数，相对宏函数，inline函数完美解决问题。