【C++】C++入门的杂碎知识点

devtools/2024/10/17 20:29:50/

思维导图大纲：

 namespac命名空间

  •  什么是namespace命名空间
  • namespace命名空间有什么用

什么是命名空间 

namespace命名空间是一种域，它可以将内部的成员隔绝起来。举个例子，我们都知道有全局变量和局部变量，全局变量存在于全局域中，局部变量存在于局部域中，看下段代码 ，根据已经学习的知识我们都知道局部优先，所以输出会打印局部变量的数据。

#include <stdio.h>// 全局域
int a = 10;int main()
{// 局部域int a = 0;printf("%d", a);
}

由上述代码可以知道，不同的域可以存在相同名称的变量，而输出函数会优先在最近的域中寻找变量a，如果找不到才去全局找。那么有没有一种办法可以绕过局部域，打印全局域的变量a呢，答案是声明我们要打印的变量来源。 

#include <stdio.h>// 全局域
int a = 10;int main()
{// 局部域int a = 0;printf("%d\n", a);// 在变量名称前加上:: 这样编译器就知道到全局域中寻找了printf("%d\n", ::a);
}

通过以上我们大概了解了域方面的知识，那么什么是namespac命名空间呢，简单的说就是一个我们可以自定义的域，在这个域中我们可以存放函数/变量等等，同时因为具有域的特性，我们在多人合作项目时，可以各种取一个命名空间，这样我们可以使用相同命名的函数或者变量了 。

namespace关键字，后面的ouyang1可以任意取名： 

#include <stdio.h>// 命名空间
namespace ouyang1
{int a = 15;
}namespace ouyang2
{int a = 20;
}int main()
{printf("%d\n", ouyang1::a);printf("%d\n", ouyang2::a);
}

当然在你需要使用什么内部成员时声明一下就可以了 ，以下时使用不同成员声明的代码表述。

namespace ouyang
{// 变量int a = 10;// 函数int add(int x, int y){return x + y;}// 结构体struct student_name{char name[20];};// 枚举enum{red = 1,blue,yellow};}int main()
{printf("%d\n", ouyang::a);printf("%d\n", ouyang::add(1, 3));struct ouyang::student_name s1;printf("%d\n", ouyang::red);printf("%d\n", ouyang::blue);printf("%d\n", ouyang::yellow);}

 命名空间的作用：

命名空间可以防止命名冲突的发生，同时每一个命名空间都相当于一个域，访问需要声明获得权限，简单说就相当于我们所划定的领域，这样的设计可以使我们在团队项目中避免冲突发生。

命名空间的展开： 

那么我们每次去使用命名空间时，都需要在前声明会不会有点麻烦，为了解决这一问题，c++语法中还包含了命名空间的展开，展开代码如下：

// 命名空间
namespace ouyang
{int a = 10;
}
// 命名空间的展开
using namespace ouyang;

展开命名空间，就相当于对编译器开放了该命名空间的访问权限，但是注意域的访问顺序还是存在先后的，首先编译器还是会到局部域中去寻找，其次才是全局域和命名空间域。 

这种展开有好也有坏，好处是：我们可以随意访问命名空间内的成员，坏的一方面如果命名空间展开的成员过多，不可避免会产生命名冲突问题，如以下代码：

// 命名空间
namespace ouyang
{int a = 10;
}
// 命名空间的展开
using namespace ouyang;int a = 0;int main()
{printf("%d", a);return 0;
}

 由于展开命名空间后，编译器访问全局域和命名空间域的优先程度一致，所以编译器无法区分究竟因该访问哪一个。

命名空间的局部展开： 

为了防止展开太多出现以上情况，c++语法中又提出了局部展开，就是展开到特定的成员，这样可以大大降低了命名冲突带来的报错，也方便快速查找问题。 

局部展开代码展示： 

// 命名空间
namespace ouyang
{int a = 10;int b = 5;
}
// 命名空间的局部展开
using ouyang::b;int main()
{printf("%d", b);return 0;
}

 有了局部展开后，我们以后想访问命名空间的谁再去展开，这样既可以优化代码的冗长度，又可以很好的控制使用。

C++的输入输出

  • cout
  • cin
  • endl

前提：我们都知道c语言中使用输入输出函数scanf/printf需要包括头文件#include<stdio.h>,同样c++语法中使用以上的函数也需要包含头文件#include <iostream>。 

cout输出符 

上一个知识点我们了解了命名空间，c++在使用头文件时，为了避免命名冲突，也给其中的成员创建了命名空间域用于保护，如我们要使用的输入输出等等的函数都包含着命名空间std中。 

注意：c++是在c语言的基础上衍生的，所以可以适用c语言的语法 

代码使用方式： 

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{// 变量int a = 10;double b = 13.14;char c = 'a';// c语言的输入输出printf("C语言：");printf("%d %lf %c\n", a, b, c);// c++语言的输入输出// << 这个符号叫做流插入 / << 还有另外的一层意思就是左位移操作符// cout会自动识别类型输出cout << "C++:   ";cout << a << " " << b << " " << c << '\n';
}

 cin输入符

 cin输入符可以制动识别输入的数据类型存放到相应的变量之中。

代码演示： 

int main()
{// 变量int a = 0;double b = 0;char c = 0;// 流提取cin >> a >> b >> c;cout << a << " " << b << " " << c <<endl;
}

注：endl符相当于换行 

 函数重载：

定义：在同一个域中，可以存在相同命名的函数，但是这些函数需要满足以下条件之一：

  • 1.参数的类型不同
  • 2.参数的个数不同
  • 3.参数的顺序不同

 代码演示：

// 函数重载// 全局域中，交换函数Swap
void Swap(int* a, int* b)
{int tmp = *a;*a = *b;*b = tmp;
}void Swap(double* a, double* b)
{double tmp = *a;*a = *b;*b = tmp;
}
int main()
{int num1 = 1, num2 = 2;double num3 = 1.1, num4 = 2.2;cout << "交换前：" << endl;cout << num1 << " " << num2 << " " << num3 << " " << num4 << endl;// 交换Swap(&num1, &num2);Swap(&num3, &num4);cout << "交换后：" << endl;cout << num1 << " " << num2 << " " << num3 << " " << num4 << endl;return 0;
}

 以上是函数重载中的参数类型不同，以下还有参数数量不同，参数顺序不同：

// 参数数量不同void print(int a, double b, char c)
{cout << "print(int a, double b, char c)" << endl;
}void print(int a, double b)
{cout << "print(int a, double b)" << endl;
}int main()
{print(1, 1.1, 'a');print(1, 1.1);return 0;
}

// 函数重载
// 参数顺序不同
void swap(int* a, double* b)
{cout << "swap(int* a, double* b)" << endl;
}void swap(double* a, int* b)
{cout << "swap(double* a, int* b)" << endl;
}
int main()
{int num1 = 1;double num2 = 1.1;swap(&num1, &num2);swap(&num2, &num1);return 0;
}

引用 

引用符号->& 

引用的定义：引用相当于给变量取一个别名，就像张三，我们平日可能会叫他老张，张三，也可能会叫小张，但这些所有的称呼都指向一个人张三，引用的作用就是这样： 

// 引用
int main()
{int a = 0;int& b = a;b++;cout << "a=" << a << " " << "b=" << b << endl;return 0;
}

以上代码我们可以看见，我们给变量a取了一个别名b，我们在使用b++的时候就相当于a++，所有最后的结果a=1。

 权限放大和权限缩小问题

我们在给变量取别名的时候，可以通过别名对变量进行修改，但如果我们的变量由const修饰之后怎么办呢，这就涉及到权限放大和权限缩小问题

1. 权限可以缩小，不可以放大

int main()
{// 权限放大不被允许const int a = 10;// int& b = a; // err// 权限缩小允许int a = 10;const int& b = a;
}

2. 拥有常量属性的变量权限不可以放大。

如以下代码：

int main()
{int x = 1, y = 2;// int& c = x + y; // x+y这种临时变量具有常性 // errconst int& c = x + y;return 0;
}

应用场景 

  • 做参数
  • 做返回值 

做参数可以在交换函数中替代指针的适用。

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

 做返回值可以用于接收结果。

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

引用和指针的区别 

  • 1. 引用在语法上不开空间，底层和指针一样需要开空间，但是我们应用层面默认为不开空间
  • 2. 引用必须初始化，而指针可以不用，或者指向空
  • 3.引用在初始化一个实体后，不能在改成别的实体，但是指针可以改变指向
  • 4.引用自加是实体加1，而指针加1，是指向的类型位置+1
  • 5.有多级指针，没有多级引用
  • 6.指针的大小由sizeof计算是固定的，区别是64位机器还是32位机器，但是引用的大小与引用的实体相关，比如说：引用的类型int，大小4字节；引用的类型double，大小8字节
  • 7.引用比指针安全
  • 8.访问方式上，指针需要解引用，但是引用不需要，编译器会自己处理 

缺省参数 

我们往往有时候在使用函数时会忘记传入参数，那么有没有一种办法在我们没有传参的情况下，函数可以使用默认的值进行传入使用呢？这就是缺省参数。

// 全缺省
// 传值按传值来，不传值按默认来
void print1(int a = 1, int b = 1, int c = 1)
{cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}// 半缺省 -> 没有缺省的参数必须传值
void print2(int a, int b = 1, int c = 1)
{cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}int main()
{print1();print1(10);print1(10, 20);print1(10, 20, 30);print2(10);print1(10, 20);print1(10, 20, 30);return 0;
}

注意： 缺省只能从右往左缺省，缺省参数不可以跳跃传参！

（不允许）跳跃传参的演示如下： 

// 传值按传值来，不传值按默认来
void print1(int a = 1, int b = 1, int c = 1)
{cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}int main()
{print1(, 10, );// errreturn 0;
}

 内联函数

定义：和c语言中的宏类似，被修饰的函数不会去使用地址调用，只会在原地展开，这种内联函数只适用于代码量少，简单的函数，并且原地展开的请求只是对编译器的建议，如果函数过大，编译器可以默认不执行展开改为调用，同时由于是原地展开，内联函数无法声明与定义分离，会在链接时报错找不到函数的地址。 

// 内联函数
inline int add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{int ret = add(1, 2);cout << ret << endl;return 0;
}

auto关键字 

定义：自动识别变量类型

使用方式如下：

// auto 关键字
int main()
{auto a = 10;auto b = 13.14;auto c = 'a';cout << a << " " << b << " " << c << endl;return 0;
}

 

打印类型的函数typeid(变量名).name() 

int main()
{int x = 10;auto a = &x;auto* b = &x;auto& c = x;cout << typeid(a).name() << endl;cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;*a = 20;*b = 30;c = 40;return 0;
}

 范围for

代码展示如下：

int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };for (auto x : arr){cout << x << " ";}// 如果要改变arr中的值，使用&for (auto& x : arr){x *= 2;}cout << endl;for (auto x : arr){cout << x << " ";}
}

 空指针nullptr

在c语言中我们已经了解了空指针NULL,但是在c++语法中实现时，却存在一个坑，c++语法中的NULL 定义为0 ，而不是（void*）0 ,就会导致以下代码情况。

void pint(int)
{cout << "void pint(int)" << endl;
}void pint(int*)
{cout << "void pint(int*)" << endl;
}int main()
{int i = 0;pint(i);pint(NULL);pint(nullptr);
}

 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。

 

 

 

 

 

 

 

 


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