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一、命名空间
1.初识C++
先简单认识一下C++，依然从Hello World开始
从上图代码中发现有三个不同之处：
1.C++所包的头文件：#include <iostream>;这里 i --- 输入、o --- 输出、stream --- 流；即输入输出流；
2.using namespace std：这个就是命名空间了，有了这段代码，才可以使用cout、cin这些C++库函数（即打印和输入），这里简单认个脸熟就行；
3.相比C语言C++的打印函数就和C语言有所不同了，当然C++是为了解决C的在某些方面的不足，一个升级版，它是兼容C的，所以你在C++中使用printf也是完全可以的；
2.概念
在C/C++中，变量、函数和后面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；
从上图的代码中可以看出，（图b）我们定义了一个全局变量的 rand 这个是C语言的库函数，当在C的代码中包含了 #include <stdlib.h> 时，并进行调试时，系统提示“重定义”；（图a）是C++的代码，也存在同样的问题；这里就表明自己定义的变量名与库函数的函数名发生了冲突导致的，我们把这种叫做“命名冲突或名字污染”；在C++为了解决C语言在这个方面的缺陷对齐进行了改进，增加了一个叫做“命名空间”使用；
3.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
//定义了一个麻辣香锅的命名空间--定义的是一个域
namespace mlxg
{
int rand = 0;//rand还是属于全局的变量，放到静态区的；这里不能进行复制操作
}
int a = 0;
int main()
{
int a = 1;
printf("Hello World\n");
printf("%d\n", mlxg::rand);// ::这个符号叫作--域作用限定符号
// 表达的意思是这个rand去取左边域里面的
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", ::a);//全局域找a；::的左边为空代表全局域
return 0;
}上面的代码中，我们定义了变量，分别为 a、rand、它们都属于全局变量；并且 rand 是放在了一个名为mlxg（麻辣香锅）的域中的，rand就是mlxg域中的一个成员变量；
当我们想要打印出这个rand的值时，并不是直接去打印的，如果按照普通的打印格式，还是一样出现“重定义” ；这个时候就需要用到它“ :: ”——“域限定符”，比如说，你定义了很多个域，就想打印某个域中的某个变量的值时，使用方法：mlxg::rand(告诉编译器你去mlxg的那个域中去找rand，不要去别的地方了)；如果你写成 ::rand 表面左边的域是空白，编译器就默认去全局域中找这个rand了；
2.命名空间的嵌套
namespace mlxg
{ //命名空间还可以定义变量/函数/类型
int rand = 0;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
//嵌套
namespace mlxg1
{
int rand = 100;
int Sub(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
}
int main()
{
//使用
mlxg::rand = 10;//把mlxg域中的rand赋值为10
struct mlxg::Node node;//创建一个mlxg域中的名Node的结构体的一个变量；注意这里的域名要写在结构体的后面
mlxg::Add(1, 2);//这里是调用mlxg域中的Add函数；
printf("%d\n", mlxg::mlxg1::rand);//打印mlxg域中的mlxg1域中的rand的值，其结果为100
return 0;
}从上述的代码中可以看出命名空间的成员变量可以是变量、函数、类型和在嵌套一个域，就像是无限套娃；这里要注意的就是主函数中的赋值，定义结构体变量、打印时的使用方法；
3.命名空间的重名问题
定义变量存在同名，那么在命名空间就不可能重名了吗？答案是肯定会重名的，如果定义了很多很多个命名空间，难免会有重名的存在，但是编译器会将重名的命名空间整合到一起；
强调：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
二、C++的输入&输出
输入——cin；输出——cout
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。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i = 0;
int i1 = 0;
//C++
cin >> i;//流提取
cout << i << endl;//流插入
//C
scanf("%d", &i1);
printf("%d", i1);
return 0;
}上述代码中：<<——流插入运算符；>>——流提取运算符；endl——换行；
C++和C语言的比较：
C语言在给变量输入时需要%d和&（取地址），打印时需要%d，也就是定义的是什么类型就需要相应 的打印格式；浮点型——%f、字符型——%c、地址——%p；
C++在给变量输入时，就很形象,没有那么麻烦，打印数据时也不需要相应的格式，因为C++会自动识别类型；
三、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
1.全缺省参数
下面的代码中，Func函数采用的就是全缺省；在传参的过程中需要注意：
1.可以无参数传——Func( );表明这个函数里的a/b/c就是要默认值10/20/30；
2.可以传一个或多个参数
Func( 1 )——a使用指定的1；b、c使用默认值；
Func( 1, 2 )——a使用指定的1；b使用指定的2；c使用默认值；Func( 1,2,3)——a使用指定的1；b使用指定的2；c使用指定的3；
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a=" << a << endl;
cout << "b=" << a << endl;
cout << "c=" << a << endl << endl;
}
int main()
{
Func();
Func(1);
Func(1, 2);
Func(1, 2, 3);
return 0;
}2.半缺省参数
下面的代码中，Func函数采用的就是半缺省；在传参的过程中需要注意：
1.不可以无参传——Func( )；
2.不能间隔传——Func(1, ,2);
3.必须从左向右依次传；
void Func(int a , int b , int c = 30)
{
cout << "a=" << a << endl;
cout << "b=" << b << endl;
cout << "c=" << c << endl << endl;
}
int main()
{
//Func();不可无参传，指定不明确
Func(1, 2);
//Func(1, ,3);不能间隔着传参
Func(1, 2, 3);
return 0;
}3.缺省参数的注意点
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
/* //Stack.h——声明 void StackInit(struct Stack* ps, int capacity = 4); //Stack.c——定义 void StackInit(struct Stack* ps, int capacity = 4) { ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity); ps->top = 0; ps->capacity = capacity; } */ /***************************************************************/ //Stack.h——声明 void StackInit(struct Stack* ps, int capacity = 4); //Stack.c——定义 void StackInit(struct Stack* ps, int capacity) { ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity); ps->top = 0; ps->capacity = capacity; } //test.c int main() { struct Stack st; StackInit(&st); //不知道栈最多存多少数据，就用缺省值初始化 StackInit(&st, 100); //知道栈最多存100个数据，就用缺省值初始化 return 0; }(在前几篇的博客中，比如栈我们需要开辟空间，如果在不知道需要多少空间的情况下，利用缺省参数可以给定默认值，如果需要100的空间，就算设置了缺省，也无关紧要)
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）
四、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。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！”
1.函数重载的原则
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 ;
//1.函数的类型不同
int Add(int left, int right)//类型——int
{
cout<<"int Add(int left, int right)"<<endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right) //类型——double
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}
/**************************************************************/
//函数的参数个数不同
void f()//无参
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)//一个参数
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
/*****************************************************************/
//参数顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
int main()
{
//1.函数的类型不同
Add(1, 2);
Add(1.1, 2.2);
//2.函数的参数个数不同
f();
f(1);
//3.虽然只有一个函数，但是参数的顺序发生变化，依然构成函数重载
f(10, 'A');
f('A', 10);
return 0;
}2.以下的函数不能构成函数重载
1.返回值不同的函数
//返回值不同
short Add(short left, short right)
{
return left + right;
}
int Add(short left, short right)
{
return left + right;
}2.缺省值不同的函数
//缺省值不同
void f(int a)
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a = 0)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}3.传参调用问题
虽然构成重载，但使用时会有问题，f ( );调用不明确，存在歧义
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a = 0)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
f();
f(1);
return 0;
}3.函数重载的原理
C++中支持了函数重载，而C语言是不支持的； 究其原因，在函数调用的时候，C++编译器对函数名的修饰规则和C语言编译器是存在差异的；由于在VS编译器下很难看出C++和C的区别；这里我们利用Linux进行演示；
以下面的代码为例：
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}如下图所示为 Linux 的反汇编，第一个f( )函数命名为_Z1fv;第二个f(int a = 0)函数命名为_Z1fi；
_Z：表示前缀
1：表示函数名的长度
f：表示函数名
i：参数为int类型（取首字母）
v：参数为void类型（取首字母）
以下是c的反汇编：
结合两种编译器下的函数名修饰规则可以看出 ；
C++的函数名修饰风格：_Z+函数名长度+函数名+参数类型的首字母；
C语言的函数名修饰风格：直接就是函数名；
在简单的了解了一下函数名的修饰规则后，回想一下程序编译链接的过程：
通过编译链接的分析，C++支持函数重载，C语言不支持函数重载，原因就是函数名的修饰风格不同；
五、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。
1.引用的定义
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;//--定义引用类型
//引用在语法层，我们要理解这里没有开新的空间，就是对原来的取了一个新的称叫做b
//int* p = &b;//--这里是取地址b
a = 20;
b = 30;
//a改变了，b也会改变；b改变了，a也会改变
return 0;
}2.引用的特性
int main()
{
//1.引用在定义的时候必须初始化
//int a = 10;
//int& b;---未初始化
//2.一个变量可以有多个引用，类似于一个人可以有多个外号
int a = 10;
int& b = a;
int& c = a;
int& d = b;
//3.引用一旦引用了一个实体，再不能引用其他实体了
int a = 10;
int& b = a;
int c = 20;
//1.这里是让b变成c的别名呢？否
//2.还是把c赋值给b呢？ 是
b = c;
return 0;
}3.常引用
int main()
{
//权限放大----不可以
//const int a = 10;
//int& b = a;//错误
//权限不变----可以
const int a = 10;
const int& b = a;
//权限的缩小----可以
int c = 10;
const int& d = c;
double d =11.11;
//int& a = d;这是错误的
const int& a = d;//正确
return 0;
}
权限放大：
对于 const int a = 10 ；它只具备读，不具备写；当对其引用时不能进行权限放大；
错误：int& b = a;（既具备读也具备写）
正确：const int& b = a；
对于int c = 10；它既具备读也具备写；当对其引用时，可以权限不变们也可以权限缩小；
权限缩小：const int& d = c;（它只具备读，不具备写）
4.使用场景
1.引用作参数
//引用作参数
void swap(int* p1, int* p2)//传地址
{
int tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
}
void swap(int& r1, int& r2)//传引用
{
int tmp = r1;
r1 = r2;
r2 = tmp;
}
void swap(int r1, int r2)//传值
{
int tmp = r1;
r1 = r2;
r2 = tmp;
}
//他们三个构成函数重载，他们类型不同，但是swap(x, y);调用时存在歧义，不知道调用传值还是传引用
int main()
{
int x = 0, y = 1;
swap(&x, &y);
//swap(x, y);
return 0;
}2.引用作返回值
如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。
//引用作返回值
int Add1(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int& Add2(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
int x = 0, y = 1;
int ret1 = Add1(1, 2);//3？
int& ret2 = Add2(1, 2);//3？
cout << ret1 << endl;
cout << ret2 << endl;
return 0;
}
5.指针和引用的区别
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(32位平台下占 4个字节)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安全
六、 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。
inline int Add(int x, int y)//在函数前面加上inline
{
int ret = x + y;
return ret;
}
int main()
{
int ret = Add(2, 3);
return 0;
}上述代码的Add函数还可以用宏来替换
#define Add(x,y) ((x)+(y))
int main()
{
int ret = Add(2, 3);
return 0;
}如果使用宏来替换函数的话，宏是非常复杂的，如果控制不好括号，容易造成错误 ；
在有了内联函数的情况下，如果Add函数调用1000次的话，按函数不展开，是1010行代码，如果按函数展开，是10*1000行代码，那么栈的开销就比较大；一般建议函数调用频繁的进行内联操作；
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。
七、auto关键字
在C++中它具有自动识别类型的功能；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& ；
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
//自动推荐类型
auto c = a;
auto d = 'a';
auto e = 10.11;
//typeid打印变量的类型
cout << typeid(c).name() << endl;
cout << typeid(d).name() << endl;
cout << typeid(e).name() << endl;
//实际中我们不会向上面那样去用auto
//实际中使用场景
std::map<std::string, std::string>dict = { {"sort","排序"}, { "insert","插入" } };
std::map<std::string, std::string>::iterator it = dict.begin();
//根据右边的值自动推到it的类型，写起来就方便了
auto it = dict.begin();
/******************************/
int x = 10;
auto a = &x;//int*
auto* b = &x; //int*
auto& c = x;//int----声明引用类型是需要加&
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}
/*那些很长的代码不理解对auto的理解没有任何影响*/
1.auto不能做参数，不能定义数组
//不可以作参数
void test(auto a)
{
}
int main()
{
int a[] = { 1,2,3 };
auto b[] = { 1,2,3 };//不可以作数组名
return 0;
}2.范围for的使用
/*
void TestFor(int a[])
{
//范围for必须是数组名
for (auto& e : a)
{
cout << e << endl;
}
}
*/
int main()
{
//语法糖 -- 范围for
int array[] = { 1,2,3,4,5 };
//TestFor(array);
//C遍历数组
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(int); i++)
{
cout << array[i]<<" ";
}
cout << endl;
//C++遍历数组
//自动依次取数组array中的每个元素赋值给e
for (auto e : array)//e是名称，可以随便取名
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (int x : array)//也可以把类型定义好，也是范围for
{
cout << x << " ";
}
cout << endl;
/*用范围for把数组每个值+1*/
for (auto& e : array)
{
e++;
}
for (auto e : array)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}八、指针空值
在C语言中NULL表示空指针 ，在C++中空指针改为了nullptr；因为NULL和0本质是一个意思，放到C++中就会存在歧义；看下面的代码演示
void f(int)
{
cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int*)
{
cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
//C++98/03
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
//C++11
int* p3 = nullptr;
f(NULL);
f(0);
f(nullptr);
return 0;
}
我们的本意是参数为0是，想打印出 f(int) ;参数为NULL时，打印出 f(int*) 但是结果却是一样的，这就很好的说明了，C++在0和NULL的处理是存在歧义；
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。