C++:C++入门知识总结

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C++

C++是C语言的继承，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计。
C++有四大特性：抽象，封装，继承，多态。 这些特性将会在后面的博客中详细解释。

在这篇博客中主要总结一下C++入门的基础知识；

1.C++文件的命名方式

创建C++工程的文件的命名方式与C语言不同，C文件的后缀为：.c ，而C++文件的后缀为： .cpp ；
如下图：

2.C++关键字：

在C++98标准下总共有63个:

asm do if return typedef

auto double inline short typeid

bool dynamic_cast int signed typename

break else long sizeof union

case enum mutable static unsigned

catch explicit namespace static_cast using

char export new struct virtual

class extern operator switch void

const false private template volatile

const_cast float protected this wchar_t

continue for public throw while

default friend register true

delete goto reinterpret_cast try

在C++11标准下总共有73个：

auto decltype nullptr constexpr noexcept

final override sizeof… default delete

在这里着重说一个特殊的关键字： auto关键字（C++11）

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，但是并没有很普遍的使用起来。
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。
注意： 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。

auto的使用细则和限制：

• 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&；
• 在同一行定义多个变量时，这些变量必须是相同的类型；
• auto不能作为函数的参数；
• auto不能直接用来声明数组；
• auto不能定义类的非静态成员变量；
• 实例化模板时不能使用auto作为模板参数

auto在实际中最常见的优势用法就是跟博客后边会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。

3.命名空间——namespace

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。
  注意： 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
• 命名空间使用：
  命名空间有三种使用方式：
  • 加命名空间名称及作用域限定符；
  • 使用using将命名空间中成员引入；
  • 使用using namespace 命名空间名称引入；

namespace N
{
	int a;
	int b;
	int Add(int num1,num2)
	{
		return (num1 + num2);
	}
} 
//加命名空间名称及作用域限定符；
int main1()
{
	cout << N::a << endl;
	return 0;
}
//使用using将命名空间中成员引入；
using N;;b;
int main2()
{
	cout <<  N::a << endl;
	cout << b << endl;
	return 0;
}
//使用using namespace 命名空间名称引入；
using namespace N
int main3()
{
	cout <<  N::a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << Add(10,20) << endl;
	return 0;
}

命名空间的内容，既可以定义变量，也可以定义函数；
命名空间可以嵌套；
同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间；

namespace N1
{
	int a;
	int Add(int num1,int num2)
	{
		return (num1 + num2);
	}
	namespace N2
	{
		int b;
		int Sub(int num1,int num2)
		{
		return (num1 - num2);
		}
	}
}

4.C++的输入&输出

#include<iostream>
using namespace std;
int main ()
{	
	int a =  0;
	cin >> a;
	cout << a<<endl;
	cout << "Hello world！" << endl;
	return 0;
}

运行结果：

• 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

5.缺省参数

• 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。
• 缺省参数分类：
  全缺省参数

void TestFunc(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

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

• 注意：
• 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给；
• 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现；
• 缺省值必须是常量或者全局变量；
• C语言不支持（编译器不支持）；

6.函数重载

• 函数重载概念
  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 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。

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

函数重载后，编译器如何分别它们呢？下面博主就简单解释一下原因。
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；

在编译过程中进行了一项操作：名字修饰(name Mangling)
名字修饰是一种在编译过程中，将函数、变量的名称重新改编的机制，简单来说就是编译器为了区分各个函数，将函数通过某种算法，重新修饰为一个全局唯一的名称。

C语言的名字修饰规则非常简单，只是在函数名字前面添加了下划线。
即函数名被修饰为：_Add；

C++ C++对于名字修饰的规则 （作用域，函数名，参数列表） 。
因为C++要支持函数重载，命名空间等，使得其修饰规则比较复杂，不同编译器在底层的实现方式可能都有差异。（这里只用VS操作平台作例），所以函数名被修饰为 “int __cdecl Add(int,int)” (?Add@@YAHHH@Z) ；

下面是详细的调用约定

http://blog.sina.com.cn/s/blog_499cff3f0100mw9r.html

当我们在C++工程中可能会需要将某些函数按照C的风格来编译，只需在函数前加上 extern “C” 即可

7.引用

• 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。

• 引用方式：
  类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
  注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的；

• 引用特性：
  a. 引用在定义时必须初始化;
  b. 一个变量可以有多个引用;
  c. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体;

• 使用场景：
  做参数

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}//用引用做参数

做返回值

int& TestRefReturn(int& a)
{
   a += 10;
   return a;
}

注意：如果函数返回时，离开函数作用域后，其栈上空间已经还给系统，因此不能用栈上的空间作为引用类型返回。如果以引用类型返回，返回值的生命周期必须不受函数的限制(即比函数生命周期长)。

• 特殊的引用——常引用

//常引用的三种方式
void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a;   // 该语句编译时会出错，a为常量
const int& ra = a;//1.常引用


// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
const int& b = 10;//2.常引用


double d = 12.34;
//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
const int& rd = d;//3.常引用
}

• 引用和指针
  在语法上，引用就是一个别名，没有实际空间；
  在底层上，引用是有空间的，因为引用是用指针实现的；
  引用和指针的关系：T& 等价于 T* const , const T& 等价于 const T* const

引用和指针的不同点:
a. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求;
b. 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;
c. 没有NULL引用，但有NULL指针;
d. 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);
e. 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;
f. 有多级指针，但是没有多级引用;
g. 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;
h. 引用比指针使用起来相对更安全;

8.内联函数

• 内联函数概念
  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，没有函数压栈的开销，内联函数提升程序运行的效率。

inline int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}//内联函数Add

int main()
{
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 2);

	return 0;
}

• 内联函数的特性：
  a. 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。
  b. 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。
  c. 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。

9.基于范围的for循环(C++11)

• 范围for的形式：
  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。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；

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

结果为：

• 范围for的使用条件：
  a.for循环迭代的范围必须是确定的;
  b.迭代的对象要实现++和==的操作;

10.指针空值——nullprt(c++11)

C++98中的指针空值
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 

从上边可以看到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，所以在使用空值的指针时，可能会遇到一些问题：
利用下边的代码验证一下：

void fun(int) 
{ 
 cout<<"fun(int)"<<endl; 
} 
void fun(int*) 
{ 
 cout<<"fun(int*)"<<endl; 
} 
int main() 
{ 
 	fun(0); 
 	fun(NULL); 
 	fun((int*)NULL); 
 	return 0; 
} 

上边的代码运行结果为：

f(int)
f(int)
f(int*)

通过代码的验证，相信读者已经观察到了问题：
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++11中给出了全新的 nullptr 表示空值指针，即：nullptr代表一个指针空值常量。
nullptr是有类型的，其类型为nullptr_t，仅仅可以被隐式转化为指针类
型，nullptr_t被定义在头文件中： typedef decltype(nullptr) nullptr_t;

注意：
a. 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。
b. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void)0)所占的字节数相同。
c. 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。*

以上就是博主总结的关于C++入门的知识，希望能帮助到需要的人！！！
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