lesson0-C++入门(6000余字详细配图讲解)

2023-10-17 05:04

本文主要是介绍lesson0-C++入门(6000余字详细配图讲解),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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愿所有美好如期而遇


目录

1. C++关键字

2. 命名空间

​编辑

3. C++输入&输出

4. 缺省参数

5. 函数重载

6. 引用

7. 内联函数


1. C++关键字

C++总计63个关键字,C语言32个关键字,C++兼容%99的C语言,只有极少部分在C++中不可使用,后面我们会提到,关键字没有必要现在全部知道,后面可以慢慢学。

2. 命名空间

 首先我们通过几个C语言代码引入。

假如说我们今天引入一个<stdlib.h>头文件,里面有一个函数叫做rand()

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int rand = 0;int main()
{printf("%d", rand);return 0;
}

首先我们知道stdlib头文件展开后,rand函数就也在全局出来了,于是和我们定义的rand就命名冲突了,如果说我们定义在主函数中,那么就是局部优先,不会冲突。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main()
{int rand = 0;printf("%d", rand);return 0;
}

那么我们如何去避免命名冲突这种情况发生?很遗憾,C语言无法避免,于是C++里解决了这个问题,他引入了命名空间,命名空间里变量和函数的生命周期还是全局,但是如果不展开或者使用域作用限定符,那么命名空间里的一系列变量和函数都无法使用,看例子:

域作用限定符 ::

 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 

#include <iostream>
using namespace std;namespace jj_jntm
{int a = 0;int Add(int x = 0, int y = 0){return x + y;}void COUT(){int x = a;cout << x << endl;}
}int main()
{int a = 1;cout << a << endl;cout << jj_jntm::a << endl;cout << jj_jntm::Add(1, 2) << endl;a = 2;//外面的a改变不会影响命名空间里的a,两者是独立的。jj_jntm::COUT();//只有命名空间里的a改动时,命名空间里调用的该a才会改变jj_jntm::a = 3;jj_jntm::COUT();return 0;
}

命名空间还可以嵌套。

#include <iostream>
using namespace std;namespace jj_jntm
{int a = 0;int Add(int x = 0, int y = 0){return x + y;}void COUT(){int x = a;cout << x << endl;}namespace basketball{int kk = 0;}
}int main()
{cout << jj_jntm::basketball::kk << endl;return 0;
}

同一个工程允许命名空间的名字相同,因为编译器最后会将他们合成一个命名空间。

使用 using 将命名空间中某个成员引入
#include <iostream>
using namespace std;namespace jj_jntm
{int a = 0;int Add(int x = 0, int y = 0){return x + y;}void COUT(){int x = a;cout << x << endl;}namespace basketball{int kk = 0;}
}using jj_jntm::a;
using jj_jntm::COUT;int main()
{int a = 9;COUT();//cout << jj_jntm::basketball::kk << endl;return 0;
}

为什么呢?我们使用using展开部分命名空间,但是这与头文件展开完全是不同的,using仅仅是允许编译器进入namspace里对其进行搜索,我们不展开的时候,或者不指定的时候,编译器默认不会进去搜索的。

所以我们展开a和COUT,意思就是允许编译器在命名空间里去寻找了,而后定义的a赋值9不会影响到命名空间里的a,因为他是重新定义了一个局部变量。

这个就是在主函数中找不到a,我们就去全局找,又因为我们展开了a,所以可以在命名空间里找到a,于是命名空间里的a被修改为了6。

 使用using namespace 命名空间名称 引入(展开到全局)

#include <iostream>
using namespace std;namespace jj_jntm
{int a = 0;int Add(int x = 0, int y = 0){return x + y;}void COUT(){int x = a;cout << x << endl;}namespace basketball{int kk = 0;}
}using namespace jj_jntm;int main()
{int a = 3;cout << Add(a, 2) << endl;cout << Add(jj_jntm::a, 2) << endl;COUT();//cout << jj_jntm::basketball::kk << endl;return 0;
}

 

3. C++输入&输出

使用cout标准输出对象(控制台)cin标准输入对象(键盘)时,必须包含< iostream >头文件

输入:std::cin 

输出:std::cout

换行:std:endl

>> << 可以看做流向。

#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;int main()
{int a = 0;//从键盘输入数据流入a中std::cin >> a;//a先流出到屏幕上,而后是换行符std::cout << a << std::endl;int b = 0;cin >> b;cout << b << std::endl;return 0;
}

 

当然,我们最好是能在输入前有个提示。

4. 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

我们来看代码:

#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;int Add(int a = 0, int b = 0)
{return a + b;
}int main()
{cout << Add(1, 1) << endl;cout << Add() << endl;cout << Add(1) << endl;return 0;
}

 值得注意的是,实参必须从左向右给,缺省值必须从右向左缺。

int Add(int a = 1, int b = 2, int c = 3)
{return a + b + c;
}int main()
{cout << Add() << endl;cout << Add(2) << endl;cout << Add(2,3) << endl;cout << Add(2, 3, 4) << endl;return 0;
}

你也许会有疑问,我能不能跳着给实参,或者跳着缺省?

那么如果是这样,我怎么能知道这个2是传给b的还是传给c的,也就是说,1和2有一个是传给b的,那剩下的那个是给哪个缺省值呢?无法区分。 

另外,如果函数的声明和定义不在同一个文件,而我们又想给函数缺省值,那么就给在声明,不可同时给。

这显然不可以,所以不能同时给,就是为了避免这样的情况。

至于说我难道不能给定义吗?一定要给声明?好好好,我写了一个函数,但是不给你源码,只给你用,给你个接口,你说我缺省在定义里,你怎么知道这个函数该不该缺省,所以说写在声明里。

5. 函数重载

C语言中,假设我们有一个函数,叫做

int Add(int a,int b),这是一个加法函数,返回值为int类型,当我们想做double类型的两个数相加时,那么就要再写一个函数,并且重新起一个名字,不管是叫Add_double也好,还是叫什么,如果我们有多个加法函数,那么要起多少个名字?总之是给我们带来了不便,我们就想,能不能不改名字,还能找到这样的函数,C语言不可以,于是C++有了函数重载。

1 、参数类型不同
#include <iostream>
using namespace std;int Add(int a, int b)
{return a + b;
}double Add(double a, double b)
{return a + b;
}int main()
{cout << Add(1314.0, 0.0);cout << Add(500, 20) << endl;return 0;
}

2、参数个数不同 

#include <iostream>
using namespace std;void f()
{cout << "我没有参数" << endl;
}void f(int a)
{cout << "哈哈,我有参数:" << a << endl;
}int main()
{f();f(6);return 0;
}

 3、参数类型顺序不同

#include <iostream>
using namespace std;int Add(int a, int b)
{return a + b;
}int Add(int a, int b, int c)
{return a + b + c;
}int main()
{cout << "两个参数:>" << Add(1, 2) << endl;cout << "三个参数:>" << Add(1, 2, 3) << endl;return 0;
}

6. 引用

引用概念
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

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体 

int main()
{int a = 6;int& b = a;cout << "a地址> " << &a << " b地址> " << &b << endl;return 0;
}

所以b就是a的别名,好比你的大名和小名,不管叫那个都是你。

void Swap(int* a, int* b)
{int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}int main()
{int a = 1;int b = 2;Swap(&a, &b);cout << "a = " << a  <<  " b = " << b << endl;return 0;
}

void Swap(int& a, int& b)
{int temp = a;a = b;b = temp;
}int main()
{int a = 1;int b = 2;Swap(a, b);cout << "a = " << a  <<  " b = " << b << endl;return 0;
}

引用特性

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

int main()
{int a = 0;int& b = a;int& c = a;int& d = c;cout << a << b << c << d << endl;return 0;
}

int main()
{int a = 0;int b = 1;int& c = a;c = b;cout << c << endl;return 0;
}

int main()
{int a = 0;int b = 1;int& c = a;c = b;cout << c << endl;cout << "&a = " << &a << "\n&c = " << &c << "\n&b = " << &b << endl;return 0;
}

常引用

 

const int a = 0;const int& c = a;
const int& e = 10;//这是OK的
const double& d = a;

至于上面的const限定的为什么可以,我们先来看代码。

int main()
{int a = 9;double c = a;return 0;
}

这里为什么可以呢?

在强制类型转换时,会生成一个临时变量,将临时变量的值强制转换后在赋值。

 

使用场景

1. 做参数

我们上面的交换函数就是。

2.做返回值
int& Add(int a, int b)
{static int c = a + b;return c;
}int main()
{int& a = Add(3, 5);cout << a << endl;a = 98;a = Add(a, 2);cout << a << endl;return 0;
}

怎么会是98呢?不应该是100吗?
注意:static 修饰的变量只会初始化一次,再次调用时跳过初始化语句。
int& Add(int a, int b)
{static int c;c = a + b;return c;
}int main()
{int& a = Add(3, 5);cout << a << endl;a = 98;a = Add(a, 2);cout << a << endl;return 0;
}

 那么问题是,我直接返回值不好吗,为什么要引用返回呢?

1.以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直 接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,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.

引用和指针的区别

 语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。

int main()
{int a = 10;int& ra = a;cout << "&a = " << &a << endl;cout << "&ra = " << &ra << endl;return 0;
}

底层实现上 实际是有空间的,因为 引用是按照指针方式来实现 的。

引用和指针的不同点:
1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
2. 引用 在定义时 必须初始化 ,指针没有要求
3. 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
4. 没有 NULL 引用 ,但有 NULL 指针
5. 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 )
6. 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
7. 有多级指针,但是没有多级引用
8. 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
9. 引用比指针使用起来 相对 更安全

对5的解释:

int main()
{char a = 4;char* pa = &a;char& b = a;cout << sizeof(pa) << endl;cout << sizeof(b) << endl;return 0;
}

对9的解释:

不会有野指针这样的风险,而且频繁使用“*指针变量名”的形式进行运算容易产生错误而且可阅读性较差。

7. 内联函数

inline放在我们写的函数的前面,如:inline int Add(int a,int b);

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。

内联函数有什么作用? 

简单来说就是减少栈帧的开销,我们来看调用一个函数的过程。

我们要给这个函数建立栈帧,然后执行下面一系列操作。

但是inline函数就相当于这样。

不需要call 函数的地址,进入后再去执行。

当我们将源文件编译结束,如果编译器响应的话,未忽略我们的inline建议,那么此时我们已经找不到这个函数的地址,他已经完成了替换,也就少了call 函数地址这个过程。

 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. 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 )
是递归、且频繁调用 的函数采用 inline 修饰,否则编译器会忽略 inline 特性。
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。

这篇关于lesson0-C++入门(6000余字详细配图讲解)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/223111

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