新的挑战新的征程废话不多数发车1.C的第一个程序激动的心颤抖的手上一次见到他还是在C语言的第一节课hello老兄#includeiostream using namespace std; int main() { cout hello world\n endl; return 0; }2.命名空间namespace概念在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、函数和类的名称将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名冲突或名字污染namespace关键字的出现就是针对这种问题的。1. 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。2. 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。4.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。5.namespace只能定义在全局当然他还可以嵌套定义。6.项⽬⼯程中多⽂件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace不会冲突。7.C标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。namespace wxx { // 命名空间中可以定义变量/函数/类型 int rand 10; int Add(int left, int right) { return left right; } struct Node { struct Node* next; int val; }; // 可以嵌套 namespace wxx2 { ...... } }命名空间使用编译查找⼀个变量的声明/定义时默认只会在局部或者全局查找不会到命名空间⾥⾯去查找。所以下⾯程序会编译报错。所以我们要使⽤命名空间中定义的变量/函数有三种⽅式•指定命名空间访问项⽬中推荐这种⽅式。•using将命名空间中某个成员展开项⽬中经常访问的不存在冲突的成员推荐这种⽅式。•展开命名空间中全部成员项⽬不推荐冲突⻛险很⼤⽇常⼩练习程序为了⽅便推荐使⽤。// 使用命名空间中一个成员b using N::b; // 展开命名空间中全部成员 using namespce N; int main() { printf(%d\n, N::a); printf(%d\n, b); return 0; }3.C输⼊输出概念1iostream是 Input Output Stream 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。2std::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。3std::cout是 ostream 类的对象它主要⾯向窄字符的标准输出流。4std::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。5是流插⼊运算符是流提取运算符。C语⾔还⽤这两个运算符做位运算左移/右移6使⽤C输⼊输出更⽅便不需要像printf/scanf输⼊输出时那样需要⼿动指定格式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这个以后会讲到)其实最重要的是C的流能更好的⽀持⾃定义类型对象的输⼊输出。7IO流涉及类和对象运算符重载、继承等很多⾯向对象的知识这些知识我们还没有讲解所以这⾥我们只能简单认识⼀下C IO流的⽤法后⾯我们会有专⻔的⼀个章节来细节IO流库。8cout/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⽤他们。9⼀般⽇常练习中我们可以using namespace std实际项⽬开发中不建议using namespace std。10这⾥我们没有包含stdio.h也可以使⽤printf和scanf在包含iostream间接包含了。vs系列编译器是这样的其他编译器可能会报错。实用参考补充#includeiostream using namespace std; int main() { // 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CIO效率 ios_base::sync_with_stdio(false); cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr); return 0; }4.缺省参数1.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.全缺省就是全部形参给缺省值半缺省就是部分形参给缺省值。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给缺省值。3.带缺省参数的函数调⽤C规定必须从左到右依次给实参不能跳跃给实参。4.函数声明和定义分离时缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现规定必须函数声明给缺省值。using namespace std; void Func(int a 0) { cout a endl; } int main() { Func(); // 没有传参时使⽤参数的默认值 Func(10); // 传参时使⽤指定的实参 return 0; }5.函数重载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。// 1、参数类型不同 int Add(int left, int right) double Add(double left, double right) // 2、参数个数不同 void f() void f(int a) // 3、参数类型顺序不同 void f(int a, char b) void f(char b, int a) // 返回值不同不能作为重载条件因为调⽤时也⽆法区分 void fxx() int fxx() //下⾯两个函数构成重载f()但是调⽤时会报错存在歧义编译器不知道调⽤谁 void f1() void f1(int a 10)6.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。⽐如⽔壶传中李逵宋江叫铁⽜江湖上⼈称⿊旋⻛林冲外号豹⼦头。类型 引⽤别名 引⽤对象;引用的特性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4.引⽤在实践中主要是于引⽤传参和引⽤做返回值中减少拷⻉提⾼效率和改变引⽤对象时同时改变被引⽤对象。5.引⽤传参跟指针传参功能是类似的引⽤传参相对更⽅便⼀些。实用参考不用传地址直接引用实参修改形参实参也改变。直接引用结构体不用再申请空间拷贝结构体。此处相同的代码意义用到的写法不同。定义变量x让指针px指向x存储x的地址引用指针px为指针rpx。此时px和rpx相同。1.当引用做返回值类型要小心变量的销毁问题。2.传值返回时临时变量有常性const不能直接修改。3.传引用返回时无拷贝可以直接改变实参形参。1.返回ret时函数内存已经销毁不安全x会出现随机值或者报错。2.xxx会出现野指针的访问问题非法访问原已经释放的空间导致x的值变化。const引用1. 可以引⽤⼀个const对象但是必须⽤const引⽤。const引⽤也可以引⽤普通对象因为对象的访问权限在引⽤过程中可以缩⼩但是不能放⼤。2. 不需要注意的是类似int rb a*3 ; double d 12.34 ; int rd d; 这样⼀些场景下a*3的和结果保存在⼀个临时对象中 int rd d 也是类似在类型转换中会产⽣临时对象存储中间值也就是时rb和rd引⽤的都是临时对象⽽C规定临时对象具有常性所以这⾥就触发了权限放⼤必须要⽤常引⽤才可以。3. 所谓临时对象就是编译器需要⼀个空间暂存表达式的求值结果时临时创建的⼀个未命名的对象C中把这个未命名对象叫做临时对象。指针和引⽤的关系C中指针和引⽤就像两个性格迥异的亲兄弟指针是哥哥引⽤是弟弟在实践中他们相辅相成功能有重叠性但是各有⾃⼰的特点互相不可替代。1.语法概念上引⽤是⼀个变量的取别名不开空间指针是存储⼀个变量地址要开空间。2.引⽤在定义时必须初始化指针建议初始化但是语法上不是必须的。3.引⽤在初始化时引⽤⼀个对象后就不能再引⽤其他对象⽽指针可以在不断地改变指向对象。4.引⽤可以直接访问指向对象指针需要解引⽤才是访问指向对象。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64位下是8byte)6.指针很容易出现空指针和野指针的问题引⽤很少出现引⽤使⽤起来相对更安全⼀些。7.宏函数的创建#define ADD(a, b) ((a) (b)) 思考一下为什么不是这三种写法 #define ADD(a, b) a b #define ADD(a, b) a b; #define ADD(a, b) (a b)宏是预处理阶段直接替换要注意括号和内容问题。int ret1 ADD(1, 2); ----- int ret (1 2);; int ret2 ADD(1, 2) * 5;------ int ret (1 2)* 5; int ret2 ADD(x | y, x y);----- int ret2 (x | y x y);缺点复杂/类型安全检查/不能调试优点预处理阶段替换不用建立栈帧本质是一种提效。8.内联函数inline1.⽤inline修饰的函数叫做内联函数编译时C编译器会在调⽤的地⽅展开内联函数这样调⽤内联函数就不需要建⽴栈帧了就可以提⾼效率。2.inline对于编译器⽽⾔只是⼀个建议也就是说你加了inline编译器也可以选择在调⽤的地⽅不展开不同编译器关于inline什么情况展开各不相同因为C标准没有规定这个。inline适⽤于频繁调⽤的短⼩函数对于递归函数代码相对多⼀些的函数加上inline也会被编译器忽略。3.C语⾔实现宏函数也会在预处理时替换展开但是宏函数实现很复杂很容易出错的且不⽅便调试C设计了inline⽬的就是替代C的宏函数。4.vs编译器 debug版本下⾯默认是不展开inline的这样⽅便调试。5.inline不建议声明和定义分离到两个⽂件分离会导致链接错误。因为inline被展开就没有函数地址链接时会出现报错。当内联函数被成功展开时编译器会将函数体直接插入调用点消除函数调用的开销。此时无需创建独立的栈帧相关操作直接融入调用者的栈帧中。当内联函数若未被展开时其调用方式与普通函数相同此时需要创建栈帧。栈帧用于保存返回地址、局部变量、参数等上下文信息。内联函数在编译时会被直接展开到调用处避免了函数调用的开销。符号表是编译器用于记录变量、函数等符号信息的数据结构。内联函数的定义通常需要在头文件中以便编译器在调用处能够看到完整的定义并进行内联展开。这导致内联函数的符号可能不会出现在目标文件的符号表中因为函数体已被直接嵌入到调用代码中。9.nullptr1.C中NULL可能被定义为字⾯常量0或者C中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本想通过f(NULL)调⽤指针版本的f(int*) 函数但是由于NULL被定义成0调⽤了f(int x)因此与程序的初衷相悖。f((void*)NULL);调⽤会报错。2.C11中引⼊nullptrnullptr是⼀个特殊的关键字nullptr是⼀种特殊类型的字⾯量它可以转换成任意其他类型的指针类型。使⽤nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题因为nullptr只能被隐式地转换为指针类型⽽不能被转换为整数类型。