資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：在大型的工程中，自己定義的變量函數(shù)，類名與其他人定義的相沖突等問題。使用標(biāo)準(zhǔn)輸出控制臺和標(biāo)準(zhǔn)輸入鍵盤時，必須包含頭文件以及標(biāo)準(zhǔn)命名空間。缺省參數(shù)概念缺省參數(shù)是聲明或定義函數(shù)時為函數(shù)的參數(shù)指定一個默認(rèn)值。
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經(jīng)過前面對C語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初階的學(xué)習(xí)，自己也初步進(jìn)入了編程的世界。
從最初的興趣至極，到熱情消減，轉(zhuǎn)至平淡，再到現(xiàn)在代碼已經(jīng)逐漸為生活的一部分。
越發(fā)感覺代碼的奇妙，編程世界的廣闊無垠。
希望兩年后的自己回首往昔，能夠為之感嘆~
感謝各位讀者的點贊與支持，與君共勉！
從本章開始，將進(jìn)入C++學(xué)習(xí)階段。
在C/C++中，變量、函數(shù)和后面要學(xué)到的類都是大量存在的，這些變量、函數(shù)和類的名稱將都存在于全局作用域中，可能會導(dǎo)致很多沖突。
使用命名空間的目的是對標(biāo)識符的名稱進(jìn)行本地化，以避免命名沖突或名字污染，namespace關(guān)鍵字的出現(xiàn)就是針對這種問題的。
?例如：自己定義的變量(函數(shù)，類)名與C++內(nèi)置函數(shù)名等沖突，在C語言中是解決不了的。
? ? ? ? ? ? 在大型的工程中，自己定義的變量(函數(shù)，類)名與其他人定義的相沖突等問題。
定義命名空間，需要使用到namespace關(guān)鍵字，后面跟命名空間的名字，然后接一對{}即可，{}中即為命名空間的成員。
//1. 普通的命名空間namespace N1 // N1為命名空間的名稱{ // 命名空間中的內(nèi)容，既可以定義變量，也可以定義函數(shù) int a; int Add(int left, int right) { return left + right; }}//2. 命名空間可以嵌套namespace N2{ int a; int b; int Add(int left, int right) { return left + right; } namespace N3 { int c; int d; int Sub(int left, int right) { return left - right; } }}//3. 同一個工程中允許存在多個相同名稱的命名空間,編譯器最后會合成同一個命名空間中。namespace N1{ int Mul(int left, int right) { return left * right; }}注意：一個命名空間就定義了一個新的作用域，命名空間中的所有內(nèi)容都局限于該命名空間中。
命名空間是一個作用域，如果在使用的里面的變量時，只寫變量名，編譯器肯定是無法識別的。
例如：
namespace N{ int a = 10; int b = 20; int Add(int x, int y) { return x + y; } int Sub(int x, int y) { return x - y; }}int main(){ printf("%d/n", a); // 該語句編譯出錯，無法識別變量a return 0;}那該如何使用命名空間中的成員呢？
這里有三種方法：
方法1：加命名空間名稱及作用域限定符(::) (最安全可靠，但使用時不太方便)
int main(){ printf("%d/n", N::a); return 0;}方法二：使用using將命名空間中成員引入 (展開命名空間中常用的成員)
using N::b; // 展開后，后續(xù)可直接使用int main(){ printf("%d/n", N::a); printf("%d/n", b); return 0;}方法三：使用using namespace 命名空間名稱引入(不可靠，在項目中不能使用該方法) (展開命名空間中所有成員)
using namespce N;int main(){ printf("%d/n", N::a); printf("%d/n", b); Add(10, 20); return 0;}注意：
namespace N{ int a;// 定義變量a，未初始化 a = 0;// 不能在命名空間中賦值 int b = 10;// 定義變量b，同時初始化}C++中有新的輸入和輸出方式，但C++是包容C語言的，所以C語言中對的輸入和輸出在C++中同樣適用。
Hello world!!!?
#includeusing namespace std;int main(){ cout<<"Hello world!!!"< #include using namespace std;int main(){ int a; double b; char c; cin>>a; cin>>b>>c; cout< 對于上面的代碼，你是否有許多疑惑，沒關(guān)系我們來依次解答。
- ?使用cout標(biāo)準(zhǔn)輸出(控制臺)和cin標(biāo)準(zhǔn)輸入(鍵盤)時，必須包含< iostream >頭文件以及std標(biāo)準(zhǔn)命名空間。
- 在平常寫代碼練習(xí)時，我們可以直接將std命名空間展開。
- C++中的輸入是 cin 輸出是 cout 。
- 至于>>和<<表示將數(shù)據(jù)輸入和輸出到流，也可以表示移位運算(在C++中被重載了,后面會將這里不用深究)
- endl(end line)表示換行。
- ?使用C++輸入輸出更方便，不需增加數(shù)據(jù)格式控制，比如：整形--%d，字符--%c。
注意：早期標(biāo)準(zhǔn)庫將所有功能在全局域中實現(xiàn)，聲明在.h后綴的頭文件中，使用時只需包含對應(yīng)頭文件即可，后來將其實現(xiàn)在std命名空間下，為了和C頭文件區(qū)分，也為了正確使用命名空間，規(guī)定C++頭文件不帶.h；舊編譯器(vc 6.0)中還支持
缺省參數(shù)是聲明或定義函數(shù)時為函數(shù)的參數(shù)指定一個默認(rèn)值。
在調(diào)用該函數(shù)時，如果沒有指定實參則采用該默認(rèn)值，否則使用指定的實參。
例如：
void TestFunc(int a = 0)//默認(rèn)參數(shù)為0{ cout<編譯結(jié)果：
// 函數(shù)中所有參數(shù)都指定默認(rèn)值void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30){ cout<<"a = "<//函數(shù)中部分參數(shù)指定默認(rèn)值void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20){ cout<<"a = "<//下面兩種均是錯誤寫法！void TestFunc(int a = 10, int b, int c)void TestFunc(int a = 10, int b, int c = 30)//a.h(聲明)void TestFunc(int a = 10);// a.c(定義)void TestFunc(int a = 20){}// 注意：如果生命與定義位置同時出現(xiàn)，恰巧兩個位置提供的值不同，那編譯器就無法確定到底該用那個缺省值。 函數(shù)重載:是函數(shù)的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個功能類似的同名函數(shù)，這些同名函數(shù)的形參列表(參數(shù)個數(shù) 或 類型 或 順序)必須不同，常用來處理實現(xiàn)功能類似數(shù)據(jù)類型不同的問題。
int Add(int a, int b){ return a + b;}double Add(double a, double b){ return a + b;}long Add(long a, long b){ return a + b;}int main(){ Add(10, 20); Add(10.0, 20.0); Add(10L, 20L); return 0;}//上面的函數(shù)功能相同，函數(shù)名相同，參數(shù)類型不同。//當(dāng)然這里的重載函數(shù)還可以 參數(shù)個數(shù)不同，參數(shù)順序不同下面兩個函數(shù)屬于函數(shù)重載嗎？
short Add(short a, short b){ return a + b;}int Add(short a, short b){ return a + b;}// 注意：上面兩個函數(shù)不屬于函數(shù)重載，返回值不是定義函數(shù)重載的標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)用的時候不能區(qū)分// 1、缺省值不同，不能構(gòu)成重載void f(int a){ cout << "f()" << endl;}void f(int a = 0){ cout << "f(int a)" << endl;}// 2、構(gòu)成重載，但是使用時會有問題 ： f(); // 調(diào)用存在歧義void f(){ cout << "f()" << endl;}void f(int a = 0){ cout << "f(int a)" << endl;}為什么C++支持函數(shù)重載，而C語言不支持函數(shù)重載呢？
在C/C++中，一個程序要運行起來，需要經(jīng)歷以下幾個階段：預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接。
1. 實際我們的項目通常是由多個頭文件和多個源文件構(gòu)成，而通過我們C語言階段學(xué)習(xí)的編譯鏈接，我們可以知道，【當(dāng)前a.cpp中調(diào)用了b.cpp中定義的Add函數(shù)時】，編譯后鏈接前，a.o的目標(biāo)文件中沒有Add的函數(shù)地址，因為Add是在b.cpp中定義的，所以Add的地址在b.o中。那么怎么辦呢？
2. 所以鏈接階段就是專門處理這種問題，鏈接器看到a.o調(diào)用Add，但是沒有Add的地址，就會到b.o的符號表中找Add的地址，然后鏈接到一起。
3. 那么鏈接時，面對Add函數(shù)，連接器會使用哪個名字去找呢？這里每個編譯器都有自己的函數(shù)名修飾規(guī)則。
4. 由于Windows下vs的修飾規(guī)則過于復(fù)雜，而Linux下gcc的修飾規(guī)則簡單易懂，下面我們使用了gcc演示了這個修飾后的名字。
5. 通過下面我們可以看出gcc的函數(shù)修飾后名字不變。而g++的函數(shù)修飾后變成【_Z+函數(shù)長度+函數(shù)名+類型首字母】。
采用C語言編譯器編譯后結(jié)果
?
?結(jié)論：在linux下，采用gcc編譯完成后，函數(shù)名字的修飾沒有發(fā)生改變
?
采用C++編譯器編譯后結(jié)果
結(jié)論：在linux下，采用g++編譯完成后，函數(shù)名字的修飾發(fā)生改變，編譯器將函數(shù)參數(shù)類型信息
添加到修改后的名字中
?
Windows下名字修飾規(guī)則比較復(fù)雜，這里不再講解。
6. 通過這里就理解了C語言沒辦法支持重載，因為同名函數(shù)沒辦法區(qū)分。而C++是通過函數(shù)修飾規(guī)則來區(qū)分，只要參數(shù)不同，修飾出來的名字就不一樣，就支持了重載。
7. 另外我們也理解了，為什么函數(shù)重載要求參數(shù)不同！而跟返回值沒關(guān)系。
有時候在C++工程中可能需要將某些函數(shù)按照C的風(fēng)格來編譯，在函數(shù)前加extern "C"，意思是告訴編譯器，將該函數(shù)按照C語言規(guī)則來編譯（例如函數(shù)名修飾規(guī)則）。
extern "C" int Add(int a, int b);int main(){ Add(1,2); return 0;}引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內(nèi)存空間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間。
類型& 引用變量名(對象名) = 引用實體
?
void TestRef(){ int a = 10; int& ra = a;//<====定義引用類型 printf("%p/n", &a); printf("%p/n", &ra);}?注意：引用類型必須和引用實體是同種類型的
從上圖結(jié)果可以看出，ra 和 a 共同一塊空間。
1. 引用在定義時必須初始化
2. 一個變量可以有多個引用
3. 引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體
void TestRef(){ int a = 10; // int& ra; // 該條語句編譯時會出錯 int& ra = a;// 一個變量可以有多個引用 int& rra = a; printf("%p %p %p/n", &a, &ra, &rra);}在引用常量時，需在類型前加const。
引用時如存在隱式類型轉(zhuǎn)換，也需在類型前加const，且這時引用的不是變量本身，而是隱式類型轉(zhuǎn)換時的臨時空間。
void TestConstRef(){ const int a = 10; //int& ra = a; // 該語句編譯時會出錯，a為常量 const int& ra = a; // int& b = 10; // 該語句編譯時會出錯，b為常量 const int& b = 10; double d = 12.34; //int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯，類型不同 const int& rd = d;}?
1. 做參數(shù)
void Swap(int& a, int& b)//因為引用使用的是變量原空間，所以可以直接交換{ int temp = a; a = b; b = temp;}2. 做返回值
由于存在棧中的地址，在函數(shù)結(jié)束后回還給操作系統(tǒng)，所以引用做返回值時，不能用棧中的地址。
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 <這里的c是局部變量，引用做返回值，返回的是c的別名，而c已經(jīng)被還給操作系統(tǒng)了。
?這里的結(jié)果是：
了解函數(shù)棧幀的朋友應(yīng)該知道，第一次調(diào)用Add函數(shù)之后，c空間就被釋放了，但這塊空間還是存在于棧中的，而且里面的值(3)沒有被修改；
第二次調(diào)用Add后會在相同的地址開辟c空間，這時里面的值就被第二次得到的結(jié)果覆蓋了，所以輸出這塊空間中的值時得到的是?7。
int& Count(){ static int n = 0；// 加上static之后該變量就被存放在靜態(tài)區(qū)中，函數(shù)返回后該空間不會被釋放 n++; // ... return n;}注意：如果函數(shù)返回時，出了函數(shù)作用域，如果返回對象還未還給系統(tǒng)，則可以使用引用返回，如果已經(jīng)還給系統(tǒng)了，則必須使用傳值返回。
?
在語法概念上引用就是一個別名，沒有獨立空間，和其引用實體共用同一塊空間。
在底層實現(xiàn)上實際是有空間的，因為引用是按照指針方式來實現(xiàn)的。
int main(){ int a = 10; int& ra = a; ra = 20; int* pa = &a; *pa = 20; return 0;}?匯編代碼比較：
引用和指針的不同點:
- ?引用在定義時必須初始化，指針沒有要求
- ?引用在初始化時引用一個實體后，就不能再引用其他實體，而指針可以在任何時候指向任何一個同類型實體
- ?沒有NULL引用，但有NULL指針
- ?在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個數(shù)(32位平臺下占4個字節(jié))
- ?引用自加即引用的實體增加1，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小
- ?有多級指針，但是沒有多級引用
- 訪問實體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理
- ?引用比指針使用起來相對更安全
以inline修飾的函數(shù)叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯時C++編譯器會在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方展開，沒有函數(shù)壓棧的開銷，內(nèi)聯(lián)函數(shù)提升程序運行的效率。
如果不是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，使用時會有調(diào)用函數(shù)的操作：
如果在上述函數(shù)前增加inline關(guān)鍵字將其改成內(nèi)聯(lián)函數(shù)，在編譯期間編譯器會用函數(shù)體替換函數(shù)的調(diào)用。不會有函數(shù)壓棧的開銷。
1. inline是一種以空間換時間的做法，省去調(diào)用函數(shù)額開銷。所以代碼很長或者有循環(huán)/遞歸的函數(shù)不適宜使用作為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。
2. inline對于編譯器而言只是一個建議，編譯器會自動優(yōu)化，如果定義為inline的函數(shù)體內(nèi)有循環(huán)/遞歸等等，編譯器優(yōu)化時會忽略掉內(nèi)聯(lián)。
3. inline不建議聲明和定義分離，分離會導(dǎo)致鏈接錯誤。因為inline被展開，就沒有函數(shù)地址了，鏈接就會找不到。4.頻繁使用的小函數(shù)，可以定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)
例如：
// 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;} 上面這段代碼，在main函數(shù)中f函數(shù)的聲明和定義是分離的，在F.h展開后，f函數(shù)也會被直接展開，而F.h中只有聲明，在鏈接時找不到f函數(shù)的地址，程序就會出現(xiàn)鏈接錯誤。
在早期C/C++中auto的含義是：使用auto修飾的變量，是具有自動存儲器的局部變量，但遺憾的是一直沒有人去使用它。
C++11中，標(biāo)準(zhǔn)委員會賦予了auto全新的含義即：auto不再是一個存儲類型指示符，而是作為一個新的類型指示符來指示編譯器，auto聲明的變量必須由編譯器在編譯時期推導(dǎo)而得。
?
int TestAuto(){ return 10;}int main(){ int a = 10; auto b = a;//auto自動識別a的類型 auto c = "a"; auto d = TestAuto(); cout << typeid(b).name() << endl;//C++中tyoeid().name可以輸出變量類型 cout << typeid(c).name() << endl; cout << typeid(d).name() << endl; //auto e; 無法通過編譯，使用auto定義變量時必須對其進(jìn)行初始化 return 0;}【注意】
使用auto定義變量時必須對其進(jìn)行初始化，在編譯階段編譯器需要根據(jù)初始化表達(dá)式來推導(dǎo)auto的實際類型。因此auto并非是一種“類型”的聲明，而是一個類型聲明時的“占位符”，編譯器在編譯期會將auto替換為變量實際的類型。
?
1. auto與指針和引用結(jié)合起來使用
用auto聲明指針類型時，用auto和auto*沒有任何區(qū)別，但用auto聲明引用類型時則必須加&?
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;}2. 在同一行定義多個變量
當(dāng)在同一行聲明多個變量時，這些變量必須是相同的類型，否則編譯器將會報錯，因為編譯器實際只對第一個類型進(jìn)行推導(dǎo)，然后用推導(dǎo)出來的類型定義其他變量。
void TestAuto(){ auto a = 1, b = 2; auto c = 3, d = 4.0; // 該行代碼會編譯失敗，因為c和d的初始化表達(dá)式類型不同}?
1. auto不能作為函數(shù)的參數(shù)
// 此處代碼編譯失敗，auto不能作為形參類型，因為編譯器無法對a的實際類型進(jìn)行推導(dǎo)void TestAuto(auto a){}2. auto不能直接用來聲明數(shù)組
void TestAuto(){ int a[] = {1,2,3}; auto b[] = {4，5，6};}3. 為了避免與C++98中的auto發(fā)生混淆，C++11只保留了auto作為類型指示符的用法
4. auto在實際中最常見的優(yōu)勢用法就是跟C++11提供的新式for循環(huán)，還有l(wèi)ambda表達(dá)式等進(jìn)行配合使用。
在C++98中如果要遍歷一個數(shù)組，可以按照以下方式進(jìn)行：
void TestFor(){ int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i) array[i] *= 2; for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p) cout << *p << endl;}對于一個有范圍的集合而言，由程序員來說明循環(huán)的范圍是多余的，有時候還會容易犯錯誤。
因此C++11中引入了基于范圍的for循環(huán)。
for循環(huán)后的括號由冒號“ ：”分為兩部分：第一部分是范圍內(nèi)用于迭代的變量，第二部分則表示被迭代的范圍。
?
void TestFor(){ int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; for(auto& e : array) e *= 2; for(auto e : array) cout << e << " "; return 0;}注意：與普通循環(huán)類似，可以用continue來結(jié)束本次循環(huán)，也可以用break來跳出整個循環(huán)。
?
1. for循環(huán)迭代的范圍必須是確定的
對于數(shù)組而言，就是數(shù)組中第一個元素和最后一個元素的范圍；對于類而言，應(yīng)該提供begin和end的方法，begin和end就是for循環(huán)迭代的范圍。
注意：以下代碼就有問題，因為for的范圍不確定
void TestFor(int array[]){ for(auto& e : array) cout<< e <2. 迭代的對象要實現(xiàn)++和==的操作。
?
在良好的C/C++編程習(xí)慣中，聲明一個變量時最好給該變量一個合適的初始值，否則可能會出現(xiàn)不可預(yù)料的錯誤，比如未初始化的指針。
如果一個指針沒有合法的指向，我們基本都是按照如下方式對其進(jìn)行初始化：
?
void TestPtr(){ int* p1 = NULL; int* p2 = 0; // ……}NULL實際是一個宏，在傳統(tǒng)的C頭文件(stddef.h)中，可以看到如下代碼：
#ifndef NULL#ifdef __cplusplus#define NULL 0#else#define NULL ((void *)0)#endif#endif可以看到，NULL可能被定義為字面常量0，或者被定義為無類型指針(void*)的常量。不論采取何種定義，在使用空值的指針時，都不可避免的會遇到一些麻煩，比如：
?
void f(int){ cout<<"f(int)"<結(jié)果如下：
?
?
程序本意是想通過f(NULL)調(diào)用指針版本的f(int*)函數(shù)，但是由于NULL被定義成0，因此與程序的初衷相悖。
在C++98中，字面常量0既可以是一個整形數(shù)字，也可以是無類型的指針(void*)常量，但是編譯器默認(rèn)情況下將其看成是一個整形常量，如果要將其按照指針方式來使用，必須對其進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)(void *)0。
注意：
1. 在使用nullptr表示指針空值時，不需要包含頭文件，因為nullptr是C++11作為新關(guān)鍵字引入的。
2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 與 sizeof((void*)0)所占的字節(jié)數(shù)相同。
3. 為了提高代碼的健壯性，在后續(xù)表示指針空值時建議最好使用nullptr。
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