1. C++关键字
c的关键字有32个关键字,而c++大约是c的两倍
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可以看出c语言的关键字都在c++的范围内,同时c++兼容大部分的c语言特性,所以学好c语言对c++的学习有促进作用
#include <iostream>
int main()
{
std::cout<<"hello world"<<std::endl;
}
可以看到c++的hello world代码和c语言相似,也是由头文件,主函数和输出函数组成,要注意c++的头文件没有.h后缀
#include <iostream>
里面包含了有关输入输出的函数例如上面的cout函数
可以发现在cout前面有std::,这和名字空间有关系,在c++中有很多函数类对象都会有相同和相似的变量名称,如果他们都作为全局变量就会发生冲突或名字污染,为了防止这种情况就要使用命名空间作为区分,本地化。
void use()
{
cout<<"used"<<endl;
}
void use()
{
cout<<"using"<<endl;
}
上面的两个函数名称相同,如果直接使用,程序会报错,这个时候就需要设置命名空间,把两个函数区分
namespace Using
{
void use()
{
cout<<"using"<<endl;
}
}
namespace Used
{
void use()
{
cout<<"used"<<endl;
}
}
在使用某个函数带上它的命名空间::
如下
int main()
{
std::cout<<"hello world"<<std::endl;
Using::use();
Used::use();
}
命名空间里不仅可以定义函数,还可以定义变量。
但是引用命名空间里的成员有些麻烦,所以c++又规定了一个语法
using namespace +命名空间的名字,就把主函数和命名空间成员名字相同的函数和变量都加上命名空间的名字::
所以我们可以把hello world写成
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout<<"hello world"<<std::endl;
}
这么做会方便很多,但是也有一定的代价,可能会造成冲突,所以从代码的健壮性考虑,尽量少用这种写法。
还有一种情况,如果命名空间的部分成员使用的频率较高,但是其他成员的使用较低可以使用语法 using 名字空间::成员
#include <iostream>
namespace Using
{
void use()
{
cout<<"using"<<endl;
}
int n = 10;
}
using Using::use;
int main()
{
use();
cout<<n;
}
上面代码会出错是因为只开放了use函数而没有开放n,所以会出错。
3. C++输入&输出
c++的输入输出函数在头文件iostream和命名空间std里面,为了方便,可以使用 using namespace std;
但是注意设置新的函数名尽量避开输入输出函数的名字。
cout<<"hello ";
cout<<"world"<<endl;
cout函数作用是输出和printf函数作用类似,但是不用写输出变量类型,endl为换行符作用和\n相同
cin>>num;
scanf("%d",&num);
cin输出函数作用和scanf函数作用类似,但是也不用写清楚变量类型
4. 缺省参数
在c++里支持对函数形参赋予初始值如
int add(int a=0,int b=0)
{
return a+b;
}
如果调用函数没有传递实参则会调用形参的初始值,
缺省参数又分为全缺省参数和半缺省参数,可以对一部分赋值
int add(int a,int b=0)
{
return a+b;
}
但是需要注意的一点是,给形参赋值必须是从右往左依次给不能间隔,也不能从左往右给如下面是错误例子的
int add(int a=0,int b=0,int c)
{
return a+b+c;
}
缺省参数不能在函数声明和定义中同时使用,因为编译器无法确定哪个才是初始值
5. 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
即
int Add(int left, int right)
{
return left+right;
}
double Add(double left, double right)
{
return left+right;
}
编译器通过不同的形参类型来确定调用哪个函数,要注意不同的返回值类型不是函数重载
函数重载和c++的符号表有关系,对于不同的形参类型的函数他们的符号表名字也不相同,与此相对的是c语言里,同名函数的符号表名字相同所以无法实现函数重载。
6. 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
如
int &b=c;
b++;
上面b是c的引用,如果对b进行修改,c的值也会改变,对于引用也有以下几点要注意’
(1)引用的对象必须初始化
(2)引用的对象一经确定就不能改变
(3)一个对象可以有多个引用
如
int &b=c;
&b=c;
就是错误的代码,(改变了引用的对象)
同时返回值也可以返回引用但是,注意的是返回的值必须是全局变量,否则很容易出错。
如果引用的对象的局部变量,由函数的性质可知,一个函数在结束后会销毁局部变量,如果我们是值传递,局部变量会先把值传到寄存器或者内存空间中,内存空间或寄存器的值再传回调用的函数中。
还有一种特殊的引用叫做常引用具体写法为 举个例子为const int&p = a;
这里可以认为 p有a的读的权限但是没有写的权限,无法通过 ++p或者p = 3等形式重新给a赋值,无论a是否是用const修饰的变量
#include <stdio.h>
int main()
{
int a1 = 3;
const int &b1 = a1;
const int a2 = 3;
const int &b2 = a2;
int a3 = 3;
float &b3 = a3;
int a4 = 3;
float &b4 = a3;
const int a5 = 3;
const float &b5 = a5;
}
可以看到a1,a2,a3,a4的引用是b1,b2,b3,b4。很容易理解b1是a1的引用是没问题的,
但是b3 和a3的数值类型不同就会引起失败,这是由于c++的特性导致,就像函数一样把a3的值先开辟一个空间用一个const 类型的值来接收,再用这个值赋予其他的值,如果不是引用而是其他的普通变量,发生隐式转换不会影响这个const值,但是如果是
引用,相当于程序试图对const类的值改变所以会报错,如果改成a5 b5的写法就会正确
,还有一种特殊的情况
const int a = 0;
int &b = a;
程序也会报错但不是从隐式转化的角度,而是因为a本身是const型的变量不允许改变,但是b作为a的引用却是int类型的,可以被改变,这是不能接受的,所以程序会报错
引用和指针的区别
在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
但是在底层实现时我们会发现,引用也是使用指针实现的
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}
引用和指针的不同点:
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
7内联函数关键词inline
在c语言里面有一种宏的用法叫做宏函数,如假如我们要实现两个数相加的简单函数add可以用函数这么写
int add(int a,int b)
{
return a+b;
}
如果用宏实现为
#define add(a,b) ((a)+(b))
就能达到效果,但是宏替换坏处是,如果写的不严谨,程序很容易产生奇怪的错误如
#define chengfa(a*b) (a*b)
假如我原本传值chengfa(3+5,4*2),程序就会运行为3+5*4*2 = 43,其次宏函数也有无法调试的缺点,因此用 const来替换宏定义常量,在c++中用内联函数替换宏函数
具体写法为
inline int add(int a,int b)
{
return a+b;
}
在函数返回类型前加上关键词inline,在程序编译时就会在调用函数的地方展开,没有了压栈的时间消耗,但是需要注意的是,
inline关键词的作用给编译器一个建议,当编译器遇到迭代,递归或者很长的函数时,并不会展开它而是当作普通函数编译。
另外如果一个函数虽然行数少,但是调用的次数多也节省不了时间,比如一个函数运行的时间是10,压栈的时间是100,如果展开为内联函数,调用一次的时间为10,100次为1000,而如果当作普通函数进行编译,一次运行的时间是110,运行100的总时间为210。
8. auto关键字(C++11)
auto关键声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。如下
int a = 10;
auto b = a;
auto c = 'a';
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。
因此赋值的变量决定了auto声明的值的类型。
auto使用的规则
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&
如
auto a = &x;
auto* b = &x;
auto& c = x;
2. 在同一行定义多个变量
当在同一行声明多个变量时,这些变量必须是相同的类型,否则编译器将会报错,因为编译器实际只对
第一个类型进行推导,然后用推导出来的类型定义其他变量
auto a = 1, b = 2;
auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败,因为c和d的初始化表达式类型不同
3注意auto不能作为函数的参数,因为编译器无法确定auto的类型
// 此处代码编译失败,auto不能作为形参类型,因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)
{}
4auto也不能声明数组
void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[3] = a;
}
因为无法确定数组的范围。
5.auto声明变量为引用或指针要加上&和*如下
auto* b = c;
auto& e = d;
9.范围for
基于auto的特点,在c++中有了范围for的用法,我们知道在c语言中for的循环是由程序员来控制次数的,但是这会导致程序员如果操作失误很容易导致越界,所以范围for是让一个有范围的集合自己运行
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
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[20] ;
int i = 1;
for(auto &h:a)
{
h = i++;
}
for(auto h:a)
{
printf("%d",h);
}
}
注意和普通的循环相同,范围for的循环是可以用break打破,也可以用continue来继续的。
如果要的循环的元素进行更改,则需要把迭代的变量设为引用变量
范围for的使用条件
范围for的循环迭代范围必须是确定的,对数组就是第一个和最后一个元素,对类而言就是提供began和end的方法
下面的就有问题,因为没有给数组范围
void insert(int a[])
{
for(auto e:a)
std::cout<<e<<std::endl;
}
10. 指针空值nullptr(C++11)
在良好的C/C++编程习惯中,声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值,否则可能会出现不可预料的
错误,比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下方式对其进行初始化:
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}
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
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。不论采取何种定义,在
使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
f((int*)NULL);
return 0;
}
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,所以会调用两次 f(int)函数,与预期不符
字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下
将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void *)0。
为了考虑兼容性,C++11并没有消除常量0的二义性,C++11给出了全新的nullptr表示空值指针。C++11为什
么不在NULL的基础上进行扩展,这是因为NULL以前就是一个宏,可能会影响以前旧的程序。因此:为了避免混淆,C++11提供了nullptr,即:nullptr代表一个指针空值常量。类型为nullptr_t,只可以被转化为指针类型
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。
(注意sizeof(nullptr)和sizeof(void*)0)大小相同
小知识点:extren "C"
如果在一个C++函数声明前打extren "C",告诉编译器把这段代码按照c的方式编译,如果在缺省函数前写,就会报错,因为c语言里没有缺省函数的概念。