c++基础知识解析

C++基础知识

前言

虽然C++与C,有着密不可分的关系，但是二者还是有深层的不同的，要想进入C++的世界，就得将基础框架搭好，本章主要介绍命名空间(namespace), C++输⼊&输出,缺省参数，函数重载，引用，内敛函数,nulptr。

一、命名空间

1.为什么要有命名空间

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。举个例子。

intrand=0;intmain(){printf("%d ",rand);}

2.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。命名空间中可以定义变量、函数、类型等。如下图很好展示了命名空间基本使用。

*namespace 本质是定义出一个域，这个域跟全局域各自独立，不同的域可以定义同名变量，所以下面的 rand 不再冲突了。没有指定域，先局部找，再全局找，而指定域则直接去这个域找。

这里做个补充说明：C++中域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找一个变量/函数/类型出处(声明或定义)的逻辑，所以有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的生命周期，命名空间域和类域不影响变量生命周期。

3.命名空间的特殊定义

1.命名空间的嵌套

namespace 只能定义在全局，当然它还可以嵌套定义。

2.多文件的使用

项目工程中多文件里定义的同名 namespace 会被视作同一个 namespace，不会产生冲突。当里包含这些头文件的主文件中使用时，只要用namespace的名字 + ：：即可。

3.std命名空间

C++ 标准库都存放在名为 std (standard) 的命名空间中。通常我们在练习时会在程序上方加入using namespace std;这样就能随心使用，但在项目开发时禁止，因为会把标准库里成百上千的名字全部 “倾倒” 到全局作用域，极易引发名字冲突，让大型项目变得难以维护。

4.std命名空间的使用

我们要使用命名空间中定义的变量 / 函数，有三种方式：

1.指定命名空间访问

项目中推荐这种方式

namespacename{intx=1;}intmain(){printf("%d\n",name::x);return0;}

2.using 将命名空间中某个成员展开

项目中经常访问且不存在冲突的成员推荐这种方式。

3.展开命名空间中全部成员

展开命名空间中全部成员，项目不推荐，冲突风险很大，仅日常小练习程序为了方便可使用。

二、C++的输入输出

1.介绍

头文件iostream是 InputOutputStream 的缩写，是标准的输入、输出流库，定义了标准的输入、输出对象。所以在使用C++的输入输出时必须包含这个头文件。

std::cin 是 istream 类的对象，它主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输入流。

std::cout 是 ostream 类的对象，它主要面向窄字符的标准输出流。

std::endl 是一个函数，流插入输出时，相当于插入一个换行字符加刷新缓冲区。（有点类似与c的\n）

<<是流插入运算符，>> 是流提取运算符。（C 语言还会用这两个运算符做位运算左移 / 右移）

使用 C++ 输入输出更方便，不需要像 printf/scanf 输入输出时那样手动指定格式，C++ 的输入输出可以自动识别变量类型（本质是通过函数重载实现的）。其实最重要的是，C++ 的流能更好地支持自定义类型对象的输入输出。

cout/cin/endl 等都属于 C++ 标准库，C++ 标准库都放在一个叫 std (standard) 的命名空间中，所以要通过命名空间的使用方式去使用它们。

2.使用

不需要指定格式非常方便简单，但要注意C++的输入输出效率不如C;为增加效率有时我们会写以下代码。

usingnamespacestd;intmain(){// 在io需求⽐较⾼的地⽅，如部分⼤量输⼊的竞赛题中，加上以下3⾏代码// 可以提⾼C++IO效率ios_base::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);cout.tie(nullptr);return0;}

三、缺省参数

1.基本定义和使用

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。缺省参数分为全缺省和半缺省参数（有些地方把缺省参数也叫默认参数）。

2.全缺省和半缺省

全缺省就是全部形参都给定缺省值，半缺省就是部分形参给定缺省值。

1.全缺省

带缺省参数的函数调用，C++ 规定必须从左到右依次传递实参，不能跳跃传参。如图中注释的地方是不支持的。

2.半缺省

要注意半缺省至少传参(参数不为缺省的个数)个，如图中若传0个参数就会报错。

C++ 规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省，不能间隔跳跃设置缺省值。否则会报错。
这里做个补充说明：
对于有缺省参数的函数的定义与声明，只能在一个地方出现缺省参数，即若声明出缺省参数，定义处则没有。反之亦然。

四、函数重载

1.定义

C++支持在同一作用域中出现同名函数，但是要求这些同名函数的形参不同，可以是参数个数不同或者类型不同。这样C++函数调用就表现出了多态行为，使用更灵活。C语言是不支持同一作用域中出现同名函数的。

2.类型

1.参数类型不同

voidname(inta,intb){cout<<a;}voidname(doublea,intb){cout<<a;}

2.参数个数不同

voidname(inta,intb){cout<<a;}voidname(intb){cout<<b;}

3.参数类型顺序不同

voidname(doublea,intb){cout<<a;}voidname(inta,doubleb){cout<<a;}

3.特别注意

voidname(){}intname(){return0;}

返回值不同不能作为重载条件，因为调⽤时也⽆法区分
同时下面的图片也容易混淆

五、引用

由于引用的知识重要且多，所以我单独开了一个博客，大家有兴趣可以点击该博客来学习。
https://blog.csdn.net/xsc_74759805/article/details/161915990?spm=1011.2415.3001.10575&sharefrom=mp_manage_link

六、内联函数

1.定义

用 inline 修饰的函数叫做内联函数，编译时 C++ 编译器会在调用位置展开内联函数，省去创建栈帧的开销，以此提升执行效率。
推荐使用的场景：代码量较小的函数。

由上图可知，当代码量较少时，二者基本没区别但内联函数，省去创建栈帧的开销。
同时注意内联函数不是绝对的，nline 对编译器而言只是一个建议，即便添加该关键字，编译器也可以选择不展开。即对于一个函数代码量较大，即使你强行加 inline 也没用。同时编译器也起极大的作用。

C 语言的宏函数会在预处理阶段完成替换展开，但写法复杂、易出错且不便调试。C++ 引入 inline 函数，主要目的就是替代 C 语言的宏函数。

2.使用

VS 编译器在 Debug 模式下，默认不会展开内联函数，方便代码调试。若需要在 Debug 版本中启用展开，需手动修改两项配置。
不建议将内联函数的声明与定义拆分到不同文件中，否则会引发链接错误。因为内联函数被展开后不存在独立函数地址，链接阶段就会报错。

链接错误：无法解析的外部符号。

七、nullptr

在C语言中我们通常使用NULL，其本质是一个宏：

#ifndefNULL#ifdef__cplusplus#defineNULL0#else#defineNULL((void*)0)#endif#endif

C++ 中 NULL 可能被定义为字面常量 0，或是 C 语言里无类型指针 (void*) 常量。无论采用哪种定义，使用空指针时都容易出现问题：本意通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但由于 NULL 被定义为 0，最终会匹配f(int x)，和设计初衷不符；使用f((void*)NULL)调用还会直接报错。

这里我们可以看到调用全都是上面的函数。

为了避免这种情况C++11 引入了nullptr，它是特殊关键字与字面量，可隐式转换为任意指针类型。使用nullptr表示空指针能规避类型歧义问题，它仅能转为指针类型，无法转为整型。