• 【C++】C++入门


    🌈欢迎来到C++专栏~~C++的入门


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    🌍前言

    C++是在C的基础之上,容纳进去了面向对象编程思想,并增加了许多有用的库,以及编程范式等。熟悉C语言之后,对C++学习有一定的帮助,本文的主要目标

    • 补充C语言语法的不足,以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的,比如:作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。
    • 为后续类和对象学习打基础。

    🌍1. C++关键字(C++98)

    C++总计63个关键字,C语言32个关键字
    ps:下面我们只是看一下C++有多少关键字,不对关键字进行具体的讲解。后面我们学到以后再细讲。

    🎈本文会将会提及————💢

    在这里插入图片描述

    🌍 2.命名空间

    🧡举个例子
    在这里插入图片描述
    ❌报错了

    • 在全 局域中我们定义的rand函数库中的rand函数发生了命名冲突,这时的编译器该找哪个呢?

    命名冲突情况的发生

    1. 自己定义的函数和库中的函数,重名冲突
    2. 在公司工作时候,组内的伙伴一起写代码的时候,也会产生命名冲突❗

    对此C++对这个进行了优化——提出了命名空间

    💥命名空间

    其中namespace是一个域

    #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
    #include 
    #include
    
    namespace bit//一个名为bit的域
    {
    	int rand = 0;
    }
    
    int main()
    {
    	printf("%d\n",rand);
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述
    在此可以看到打印结果 —— 是函数的地址

    因为变量的访问是从:局部——⚡全局

    那么我们该怎么样访问命名空间里的变量呢?

    • 🔥作用域限定符::
    	printf("%d\n",bit::rand);//作用域的限定
    
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    此时就是指定到bit这个域找,打印结果🐱‍🚀
    在这里插入图片描述

    🌈2.1 命名空间定义

    1.🎃 命名空间中可以定义变量/函数/类型

    namespace bit
    {
        //变量
    	int rand = 10;
    	
    	//函数
    	int Add(int left, int right)
    	{
    		return left + right;
    	}
    	
    	//类型
    	struct Node
    	{
    		struct Node* next;
    		int val;
    	};
    }
    
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    访问如下⚡

    bit :: rand =50;
    bit :: Add(1,2);
    struct bit :: Node next
    
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    1. 🎃 命名空间可以嵌套使用
    namespace N1
    {
     int a;
     int b;
     int Add(int left, int right)
     {
     return left + right;
     }
     namespace N2
     {
     int c;
     int d;
     int Sub(int left, int right)
     {
     return left - right;
     }
     }
    }
    
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    访问如下⚡

    N1 :: Add(1,2);
    N1 :: N2::Sub(2,2);
    
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    1. 🎃同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。

    test.h:声明

    namespace N1
    {
     int Mul(int left, int right)
     {
     return left * right;
     }
    }
    
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    test.cpp :定义

    namespace N1
    {
    	int a;
    	int b;
    	int Add(int left, int right)
    	{
    		return left + right;
    	}
    	namespace N2
    	{
    		int c;
    		int d;
    		int Sub(int left, int right)
    		{
    			return left - right;
    		}
    	}
    }
    
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    最后test.cpptest.h会合并在一起
    (ps:一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个)

    💥注意: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

    🌈2.2 命名空间使用

    命名空间中成员该如何使用呢?比如:
    命名空间的使用有三种方式:

    1. 💦加命名空间名称及作用域限定符: 名字::
    int main()
    {
    	 printf("%d\n", N::a);
    	 return 0; 
    }
    
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    • ::前指定作用域,能很好的隔离
    • 但是缺点也很明显,每个都要手动加上
    1. 💦使用using将命名空间中某个常用成员引入
    using N::b;
    int main()
    {
     	printf("%d\n", N::a);
     	printf("%d\n", b);
     	return 0; 
    }
    
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    • 指定展开项,比如常用的项,其他的不展开
    1. 💦使用using namespace 命名空间名称 引入
    using namespce N;
    int main()
    {
     	printf("%d\n", N::a);
     	printf("%d\n", b);
    	Add(10, 20);
        return 0; 
    }
    
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    • 把整个命名空间全部展开,用起来方便
    • 同时也展开到了全局,一句话:自己用很爽,一起用不建议

    🔥std命名空间的使用惯例:✅

    • 日常练习🎓中,建议直接using namespace std即可,这样就很方便。
    • 用using namespace std展开,标准库就全部暴露出来了。如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数,就会存在冲突问题。然而这个问题在日常练习中很少出现,但是在代码较多、规模大的项目开发中就很容易出现。所以建议在项目开发🤝中使用std::cout 指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

    🌍 3. C++输入&输出

    C++是否也应该向这个美好的世界来声问候呢?我们来看下C++是如何来实现问候的
    在这里插入图片描述

    #include
    // std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
    using namespace std;
    int main()
    {
    	 cout<<"Hello world!!!"<<endl;
     	 return 0; 
    }
    
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    结果如下:👇🏻
    在这里插入图片描述
    那么这两行代码究极是干嘛的呢?
    在这里插入图片描述说明:

    • 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时,c代表控制台,必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
    • cout和cin是全局的流对象,endl是特殊的C++符号,表示换行输出,他们都包含在包含< iostream >头文件中。
    • <<是流插入运算符,>>是流提取运算符。
    • 使用C++输入输出更方便,不需要像printf/scanf输入输出时那样,需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型。

    举例子:

    int main()
    {
    	//特点:自动识别类型
    	int i;
    	double d;
    	// >> 流提取:提取数据放到i、d中     in代表提取、c代表控制台
    	cin >> i >> d;//
    
    	// << 流插入:提取到的数据插入到控制台里
    	cout << i << endl;
    	//cout << d << '\n';    //endl 代表换行 等价与“\n”
    	cout << d << endl;
    
    	//关于精度的c++太麻烦,c++可以兼任c的,所以还是可以用c的
    	return 0;
    }
    
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    结果如下:👇🏻

    在这里插入图片描述

    究竟是使用C还是cpp的输入输出方式,取决于哪个更加方便❓

    🔥cout和cin也可以控制输出数据的精度、按照格式去输出进制格式等,但是实现起来比较复杂,主要是因为C++兼容C语法,这些用的又不是很多,就不展开学习了。后续如果有需要,再配合文档学习一下。

    • 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象,>><<也涉及运算符重载等知识,这些知识我们我们后续才会学习,所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还有有一个章节更深入的学习IO流用法及原理。

    注意:早期标准库将所有功能在全局域中实现,声明在.h后缀的头文件中,使用时只需包含对应头文件即可,后来将其实现在std命名空间下,为了和C头文件区分,也为了正确使用命名空间,规定C++头文件不带.h;旧编译器(vc 6.0)中还支持格式,后续编译器已不支持,因此推荐使用+std的方式。

    🌍 4.缺省参数(备胎)

    🌈4.1 缺省参数概念

    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。(省流:没有实参就取缺省值

    #include 
    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; 
     }
    
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    🌈4.2 缺省参数分类

    1.💦 全缺省参数

    //全缺省参数
    void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30) 
    {
    	cout << "a = " << a << endl;
    	cout << "b = " << b << endl;
    	cout << "c = " << c << endl << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	TestFunc();// 没有传参时,使用参数的默认值
    	TestFunc(1);//从左往右给,传给第1个参数,第2、3个参数缺省用默认值
    	TestFunc(1, 2);  // 传参时,使用前两个指定的实参
    	TestFunc(1, 2, 3); //都使用指定实参
    	//TestFunc(,,1);这样不可以,也没有为什么,因为语法是规定死的,我们只能学习,不能更改人家规定
    	return 0;
    }
    
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    • 注意传值默认从左向右依次给,很多人会好奇为什么要这样,但是要注意的是我们是在学习别人的语法,在用别人规定好的东西,我们当然可以吐槽什么的,但是如果不想用这种语法,完全可以去开发一种语言比如X语言
    1. 💦半缺省参数
    • 半缺省参数必须从右往左依次来给出,不能间隔着给,看下面的例子
    //半缺省
    void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20)  //必须从右往左连续缺省,不能间隔
    {
    	cout << "a = " << a << endl;
    	cout << "b = " << b << endl;
    	cout << "c = " << c << endl <<endl;
    }
    
    int main()
    {
    	//要传的放在前边,爱传不传的放在后边
    	TestFunc(1);//这第一个参数必须传
    	TestFunc(1, 2);
    	TestFunc(1, 2, 3);
    	//不能这样TestFun(,,1) 原因很简单,因为这不叫C++
    	return 0;
    }
    
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    3.💦 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现推荐放在声明里🔥 声明是大哥(好比不知道是妈妈当家说话还是爸爸当家说话一样哈哈哈)🔥

    🍭举例:

    #include
    #include
    
    struct Stack
    {
    	int* a;
    	int top;
    	int capacity;
    };
    
    //部分缺省
    void StackInit(struct Stack* ps,int capacity = 4)
    {
    	ps->a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
    	ps->top =  0;
    	ps->capacity = capacity;
    }
    
    int main()
    {
    	struct Stack st;
    	StackInit(&st);//不知道栈最多存多少数据,就用缺省值初始化
    	StackInit(&st, 100);//知道我一定会插入100个数据,就可以显示传参数100,提前开好空间,插入数据避免扩容,这样可以减少增容次数,提高效率
    
    	return 0;
    }
    
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    🌍 5.函数重载

    自然语言中,一个词可以有多重含义,人们可以通过上下文来判断该词真实的含义,即该词被重载了。
    比如:以前有一个笑话,国有两个体育项目大家根本不用看,也不用担心。一个是乒乓球,一个是男足。前
    者是“谁也赢不了!”,后者是“谁也赢不了!”

    🌈5.1 函数重载概念

    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 类型顺序)不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

    #include
    using namespace std;
    
    // 1、参数类型不同
    int Add(int left, int right) 
    {
    	cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
    	return left + right;
    }
    double Add(double left, double right) 
    {
    	cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
    	return left + right;
    }
    
    // 2、参数个数不同
    void f()
    {
    	cout << "f()" << endl;
    }
    void f(int a) 
    {
    	cout << "f(int a)" << endl;
    }
    
    // 3、参数类型顺序不同
    void f(int a, char b) 
    {
    	cout << "f(int a,char b)" << endl;
    }
    void f(char b, int a) 
    {
    	cout << "f(char b, int a)" << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	Add(10, 20);
    	Add(10.1, 20.2);
    	f();
    	f(10);
    	f(10, 'a');
    	f('a', 10);
    	return 0;
    }
    
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    在这里插入图片描述

    下面思考一下这两个函数支持冲载吗?👇🏻

    short Add(short left, short right) 
    {
    	return left + right;
    }
    int Add(short left, short right) 
    {
    	return left + right;
    }
    
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    答案:❌不能,函数重载和返回值不同没有关系❗ 是与参数的不同有关,这里不要搞混了哈

    函数重载的意义就是让用的很方便,就像在用同一个函数一样

    🌈5.2 C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)和extern “C”

    这部分要单独写一篇文章,8月中更新,不鸽👻

    🌍 6.引用

    🌈6.1 引用的概念

    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:李逵,在家称为"铁牛",江湖上人称"黑旋风"。
    在这里插入图片描述

    类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体

    void TestRef()
    {
     	int a = 10;
     	int& ra = a;//<====定义引用类型
     
    	printf("%p\n", &a);
        printf("%p\n", &ra);
    }
    
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    通过监视窗口我们可以看到—— a和b的地址相同
    在这里插入图片描述所以我们知道原来引用只是对原来的空间起了个“花名”

    注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

    🌈6.2 引用特性

    1. 💦引用在定义时必须初始化
      好比🍭:你要给谁起别名,这个谁要先说戳来
      在这里插入图片描述

    2. 💦 一个变量可以有多个引用
      好比🍭:一个人有多个外号

    int main()
    {
    	// 一个变量可以有多个引用 —— 好比一个人可以有很多个外号一样
    	int a = 0;
    	int& b = a; //引用, 在类型和变量之间
    	int& c = a;
    	int& d = b;
    }
    
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    1. 💦引用一旦引用一个实体再不能引用其他实体
      好比🍭:引用是一个老实人,一旦和一个人结婚就一定终身了,但是指针可以解引用(可理解成离婚)所以指针就是一个渣男❗

    思考👇🏻 b是x的别名呢? 还是x赋值给b呢?

    int main()
    {
    	int a = 10;
    	int& b = a;
    
    	int x = 20;
    	b = x;
    	return 0;
    }
    
    
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    通过调试后看到,很明显是赋值了,地址都没改动

    🌈6.3 常引用

    我们知道,const修饰只读,引用修饰读和写

    const引用🌏

    1. 权限扩大
    	const int a = 10;//只读
    	int& b = a;//编译器报错 - 权限扩大 - int可读可写
    
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    1. 权限缩小
    	int c = 10;//可读可写
    	const int& d = c;//d是c的别名,缩小成只读 —— 权限缩小
    
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    1. 权限平移
    	const int a = 10;
    	const int& b = a;//权限不变
    
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    接下来再看看这个例子⚡

    int main()
    {
    	int ii = 1;
    	double dd = ii;
    	//int& rdd = ii; //编译出错	
    	const double& rdd = ii;	//编译通过
    	return 0;
    }
    
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    隐式类型转换会产生临时变量有常属性相当于const)因为不能发生权限变大,引用要加上const
    在这里插入图片描述
    小小的总结:const有很强的接收度(const type&)——通吃,可以接收任意类型的对象

    ✨const的权限放大和缩小只在指针和引用奏效

    因此,如果使用若函数中不改变参数n,那么建议使用const &传参 涉及到权限不能放大的问题

    	void fun2(const int& n)
    
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    🌈6.4 使用场景

    💦1.做参数

    void Swap(int& r1, int& r2)
    {	
    	int tmp = r1;	
    	r1 = r2;	
    	r2 = tmp;
    }
    int main()
    {
    	int x = 10;
    	int y = 20;
        //这里相当于把本身传了过去
    	Swap(x, y);//传引用
    
    	printf("a = %d,b = %d\n", x, y);
    	return 0;
    }
    
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    上述的调用方法就是在传引用做输出型参数, r1,r2就是x,y的别名

    这样不就是指针的用法吗?
    我们举个例子🍭:

    以SListPushBack这个函数为例传引用来改造一下,其中phead是plist的别名,改变phead就是在改变plist,这样就没有指针那样“复杂

    在这里插入图片描述

    💦2.做返回值

    传值返回:生成一个返回对象的copy作为函数调用的返回值

    我们平时见的最多的就是传值返回
    特点:返回值是在函数栈桢销毁之前,copy一份放在临时变量中,所以Count里的是n的拷贝

    请添加图片描述
    🔥如果是static ,变量就会被放在静态区、栈帧都在堆区,但是编译器没有这么聪明,他还是会copy一份

    按照上面的动画演示来看,Count栈帧都已经销毁了,仍然取n的返回值,那如果n被清成随机值?很明显有问题

    • 若n比较小(4/8byte),一般是寄存器充当临时变量
    • 若n比较大,临时变量存放在调用层函数(main)的栈桢中

    传引用返回:返回n(返回对象)的别名

    int& Count()
    {
    	int n = 0;
    	n++;
    	// ...
    	return n;
    }
    int main()
    {
    	int ret = Count();
    	return 0;
    }
    
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    传引用返回,return c; 即是返回c的引用,ret就是c的别名(引用)。

    ❌你看出来这段代码是有问题的了吗?因为引用返回的这种返回方式,并没有生成c的拷贝(引用这样减少拷贝[大对象 + 深拷贝对象],可以很好的提高性能),而是直接返回c的引用,作为ret的别名。然而Add函数栈桢已经销毁了,还回去访问c的空间,就发生了非法访问(越界)

    但我们发现还是能正常打印,越界就一定报错吗,犯罪一定会被抓吗?

    • 这种情况下,如果c空间没被覆盖,ret还能侥幸拿到所谓"正确"的值;如果清理了空间,ret拿到的就是随机值(取决于编译器)

    在这里插入图片描述
    所以我们总结出一个结论❗:

    • 🥗 如果函数返回值,出了作用域,如果返回对象未还给系统全局变量),则可以引用返回;如果已经还给系统了局部变量),则必须使用传值返回,不能返回局部变量的引用(随机值)

    所以在日常中很少使用传引用返回,但是在类和对象中有大用途,后面慢慢讲

    为此我们还可以把 n 置为全局变量 :+static

    int& Count()
    {
    	static int n = 0;//static
    	n++;
    	// ...
    	return n;
    }
    int main()
    {
    	int ret = Count();
    	cout << ret << endl;
    	return 0;
    }
    
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    🍤例:我们改一个函数加深一下对传引用返回的好处

    int& SLAt(SL& s, int pos)
    {
    	assert(pos >= 0 && <= s.size);
    
    	return s.a[pos];
    }
    
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    我们调用这个函数,销毁函数之后,sl的空间不会被销毁,因为sl是malloc出来的,所以是在上的
    在这里插入图片描述
    🍂总结:

    1. 🍳前提:出了作用域,返回对象还在的
    2. 使用场景
      1️⃣做参数————🌏输出型参数 、✨大对象传参,提高效率
      2️⃣做返回值————🌏输出型返回对象,调用者可以修改返回对象 ✨减少拷贝,提高效率

    🌈6.5 传值、传引用效率比较

    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,对比来看,引用可以提高能效

    💦话不多说下面我们来测试一下:

    #include 
    //全局变量
    struct A { int a[10000]; };
    
    void TestFunc1(A a) {} //传值 ~ 生成拷贝
    
    void TestFunc2(A& a) {}//引用别名
    
    void TestRefAndValue()
    {
    	A a;
    	// 以值作为函数参数
    	size_t begin1 = clock();
    	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
    		TestFunc1(a);
    	size_t end1 = clock();
    	// 以引用作为函数参数
    	size_t begin2 = clock();
    	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
    		TestFunc2(a);
    	size_t end2 = clock();
    	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
    	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
    	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
    }
    
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    调用10000次的结果⚡

    在这里插入图片描述
    引用做参数如此,做返回值就不用我多说了吧

    🌈6.6 引用和指针的区别

    以下的建议不要背,要去理解,理解透了看一眼就好⚡

    1. 引用概念上定义一个变量的别名引用没开空间)、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. 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(占4个字节/ 8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

    🥗了解一下即可,用的时候不要想底层实现
    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

    我们来看下引用和指针的汇编代码对比:
    在这里插入图片描述
    发现是引用和指针在底层实现是一样的,但语法上不一样

    在这里插入图片描述
    好比同一条流水线生产出来的鞋子,一种卖1000块钱,一种卖100块,但解刨来看居然是同一家厂商做出来的哈哈哈生动吧 这样就好理解了

    🌍 7.内联函数

    我们对于短小的函数(1~10行) 频繁的调用就要不断开创栈帧,这些都是有消耗的,那么我们怎么样优化呢?

    💥C语言:宏 🔥C++:内联函数(inline)
    我们知道C++是大佬觉得c语言写的不够好才创出了内联

    接下来我们先回顾一下宏:

    #define ADD(a,b) ((a)+(b))//要注意每一个括号的含义
    
    int main()
    {
    	cout << ADD(1, 2) << endl;
    	return 0;
    }
    //括号用的场景
    //	ADD(1, 2) * 3;//   ((1)+(2))*3  外面的括号
    //	ADD(x | y, x & y);//  ((x | y)+(x & y))  里面的括号————运算符的优先级
    
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    🎶优点:增强代码的复用性、 提高性能。
    🎶缺点

    1. 导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。
    2. 不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)
    3. 没有类型安全的检查 。

    那么我请来了宏的大哥在这里插入图片描述

    🌈7.1 概念

    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。

    在这里插入图片描述
    如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用
    查看方式:

    1. 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug模式下,编译器默认不会对代码进行优化,以下给出vs2013的设置方式)
      在这里插入图片描述

    可以看见内联函数,没有调用而是直接展开

    在这里插入图片描述

    🌈7.2 内联函数特性

    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
      在这里插入图片描述

    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(取决于编译器内部实现)。如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等,编译器优化时会忽略掉内联。
      在这里插入图片描述

    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,一般建议在定义中放内联

    // F.h
    #include 
    using namespace std;
    inline void f(int i);
    // F.cpp
    #include "F.h"
    void f(int i) 
    {
    	cout << i << endl;
    }
    // main.cpp
    #include "F.h"
    int main()
    {
    	f(10);
    	return 0;
    }
    // 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z),该符号在函数 _main 中被引用
    
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    🌍8. auto关键字(C++11)

    🌈8.1 类型别名思考

    🌈8.2 auto简介

    早期C/C++中auto的含义是:使用auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量,但遗憾的是一直没有人去使用它,大家可思考下为什么?

    C++11中,标准委员会赋予了auto全新的含义即:auto不再是一个存储类型指示符,而是作为一个新的类型指示符来指示编译器auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得

    可以自动推导类型💥

    在这里插入图片描述

    ps🔥: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

    🌈8.3 auto的使用细则

    1. 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&
    int main()
    {
    	int x = 10;
    	auto a = &x;  //int*
    	auto* b = &x; //int*  强调一定要传指针
    	auto& c = x;  //int 强调c是一个引用   c是x的别名
    
    	cout << typeid(a).name() << endl;
    	cout << typeid(b).name() << endl;
    	cout << typeid(c).name() << endl;
    	*a = 20;
    	*b = 30;
    	c = 40;
    	return 0;
    }
    
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    1. 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
    void TestAuto()
    {
     	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
    }
    
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    🌈8.4 auto不能推导的场景

    1. auto不能作为函数的参数
      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)
    {}
    
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    1. auto不能直接用来声明数组

    在这里插入图片描述

    auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等
    进行配合使用。

    🌍9. 基于范围的for循环(C++11)

    🌈9.1 范围for的语法

    在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:

    int main()
    {
    	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    	for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
    	{
    		cout << arr[i] << " ";
    	}
    	cout << endl;
    	return 0;
    }
    
    
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    C ++ 的大佬又看不惯上面的方法,🌹开创了范围for,对于一个有范围的集合而言,由程序员来说明循环的范围是多余的,有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。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。

    看下面的代码:范围for:🥗自动依次取arr的数据,赋值给e,并且自动迭代,自动判断结束🥗

    	//C++11
    	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    	for (auto e : arr)
    	{
    		cout << e << " ";
    	}
    
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    那么我们怎么样给改变数组的元素呢?

    int main()
    {
    	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    	for (auto e : arr)
    	{
    		e++;
    	}
    	for (auto e : arr)
    	{
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;
    	return 0;
    }
    
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    发现数组元素并没有发生改变

    在这里插入图片描述
    对此我们可以现学现卖——引用,🎶e就是arr数组中每个元素的别名

    在这里插入图片描述

    🌈9.2 范围for的使用条件

    1. for循环迭代的范围必须是确定的
      对于数组而言,就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围;对于类而言,应该提供begin和end的方法,begin和end就是for循环迭代的范围。

    注意:以下代码就有问题,因为for的范围不确定

    void TestFor(int arr[])
    {
     	for(auto& e : arr)
     	cout<< e <<endl; 
    }
    
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    1. 迭代的对象要实现++和==的操作(关于迭代器这个问题,以后会讲)

    🌍10. 指针空值nullptr(C++11)

    🌈10.1 C++98中的指针空值

    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;
     // ……
    }
    
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    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
    
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    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; 
    }
    
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    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,因此与程序的初衷相悖。

    这就是因为在C++98中,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

    🌈10.2 nullptr

    为了补上这个坑,我们就不再使用null了,用nullptr

    int* p3 = nullptr;
    
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    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。

    📢写在最后

    • 能看到这里的都是棒棒哒🙌!
    • 想必以上知识点是C++中比较基础但是很重要🔥的部分了,如果认真看完以上部分,肯定有所收获。
    • 接下来我还会继续写关于📚《类和对象》等…
    • 💯如有错误可以尽管指出💯
    • 🥇想学吗?我教你啊🥇
    • 🎉🎉觉得博主写的还不错的可以一键三连撒🎉🎉
      在这里插入图片描述
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