C++入门

命名空间

在c/c++中，函数和类都是大量存在的，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。
命名空间定义
需要用到namespace关键字，后面根命名空间的名字，然后接一对{}。

namespace kate
{
//1.命名空间中可以定义变量/函数/类型。
int rand=10;
struct Node
{
int val;
string name;
}
};
//2.命名空间可以嵌套
//3.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。

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。
命名空间的使用：
1.加命名空间名称及作用限定符。

int main()
{printf("%d\n",N::a);return 0;
}

2.使用using将命名空间中某个成员引入。

using N::b;
int main()
{printf("%d\n", N::a);printf("%d\n", b);return 0;    
}

3.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);return 0;

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。

void Func(int a = 0)
{cout << a << endl;
}
int main()
{Func();Func(10);return 0;
}

缺省参数分类
全缺省参数

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout << "a= " << a << endl;cout << "b= " << b << endl;cout << "c= " <<c << endl;
}

半缺省参数

void Func(int a, int b = 20, int c = 30)
{cout << "a= " << a << endl;cout << "b= " << b << endl;cout << "c= " <<c << endl;
}

注意：
1.半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给。
2.缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。（如果声明与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。）
3.缺省值必须是常量或者全局变量。
4.C语言不支持（编译器不支持)

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<iostream>
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;}

C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)
为什么C++支持函数重载，而C语言不支持呢？
在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。

C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修
饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。
如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办
法区分。

引用

引用不是新定义一个变量，而是给已存在的变量取了一个别名，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。
类型& 引用变量名（对象名）=引用实体；

int a=10;
int& ra=a;

引用类型必须和引用实体是同种类型的
引用特性
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。

int main()
{const int a = 10;//int& ra = a;   // 该语句编译时会出错，a为常量const int& ra = a;// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量const int& b = 10;double d = 12.34;//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同const int& rd = d;return 0;
}

使用场景
1.做参数

void swap(int& left,int right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}

2.做返回值

int& Count()
{static int n = 0;n++;return n;//静态变量存储在程序的全局数据区，它的生命周期和程序是一样的。因此，返回对静态变量的引用是安全的
}

引用做返回值时：


所以，如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(还没还给系统)，则可以使用
引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

内联函数

以inline修饰的函数叫内联函数，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。
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。
2.inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline的实现机制可能不同。一般建议将规模较小，不是递归，且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
3.inline不建议将声明和定义分离，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。

auto关键字

在早期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。
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。
注意：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。
auto的使用细则
1.auto与指针和引用结合起来使用时：
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;auto* b=&x;auto& c=x;return 0;}

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类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际上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;//该行会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同。

auto不能推导的场景
1.auto不能作为函数的参数

void A1 (auto a)//error!

2.auto不能直接用来声明数组

auto b[]={4,5,6};//error!

3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法.
4. auto在实际中最常见的优势用法就是C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用

基于范围的for循环(C++11)

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。

int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto& e : array)e *= 2;
for(auto e : array)cout << e << " ";

注意：与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。
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 A1(int array[])
{for(auto& e : array)cout<< e <<endl;
}

2. 迭代的对象要实现++和==的操作。

指针空值nullptr(C++11)

NULL实际是一个宏,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;
}

运行结果：

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。
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。

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++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用nullptr.