1.命名空间

在C/C++中，变量、函数、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。

1.1命名空间定义

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。

//1、普通的命名空间
namespace N1  //N1为命名空间的名称
{
    
    
	//命名空间中的内容，既可以定义定量，也可以定义函数
	int a;
	int Add(int left, int right)
	{
    
    
		return left + right;
	}
}

//2、命名空间可以嵌套
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
namespace N1
{
    
    
	int Mul(int left, int right)
	{
    
    
		return left*right;
	}
}

注意：一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间的所有内容都局限于命名空间。

2.2命名空间使用

那么命名空间该如何使用呢？

namespace N
{
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	int Add(int left, int right)
	{
    
    
		return left + right;
	}
	int Sub(int left, int right)
	{
    
    
		return left - right;
	}
}
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", a);//该语句编译出错，无法识别a
	return 0;
}

命名空间的使用有三种方式：

加命名空间名称及作用域限定符

int main()
{
    
    
	printf("%d\n", N::a);//该语句编译出错，无法识别a
	return 0;
}

使用using将命名空间中成员引入

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

使用using namespace命名空间名称引入

using namespace N;
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", b);
	Add(10, 20);
	return 0;
}

2.C++输入&输出

首先，我i门看一段C++代码

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	cout << "Hello world!!!" << endl;
	return 0;
}

说明：

使用cout标准输出（控制台）和cin标准输入（键盘）时，必须包含头文件以及以及std标准命名空间间。
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，使用时只需要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 ; 就编译器（vs 6.0）中还支持 <iostream.h>
格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用 ++std的方式。
使用C++输入输出更方便，不需要增加数据格式控制，比如：整形–%d，字符–%C

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	int a;
	double b;
	char c;

	cin >> a;
	cin >> b >> c;

	cout << a << endl;
	cout << b << " " << c << endl;
	return 0;
}

3.缺省参数

3.1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默认值。在调用该函数时，如果没用指定实参则采用该默认值，否则使用指定的参数。

void TestFunc(int a = 0)
{
    
    
	cout << a << endl;
}
int main()
{
    
    
	TestFunc();//没有传参时，使用参数的默认值
	TestFunc(10);//传参时，使用指定的实参
}

3.2缺省参数分类

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;
}

半缺省函数

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

注意：

半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给。
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哪个缺省值。

//a.h
void TestFun(int a = 10);

//a.c
void TestFun(int a = 20)
{
    
    }

//注意：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哪个缺省值

缺省值必须是常量或者全局变量
C语言不支持（编译器不支持）

4.函数重载

4.1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（参数个数或类型或顺序）必须不同，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;

int Add(int left, int right)
{
    
    
	return left + right;
}

double Add(double left, double right)
{
    
    
	return left + right;
}

long Add(long left, long right)
{
    
    
	return left + right;
}

int main()
{
    
    
	Add(10, 20);
	Add(10.0, 20.0);
	Add(10L, 20L);
}

下面两个函数属于函数重载吗？答案是否定的

int Add(int left, int right)
{
    
    
	return left + right;
}
short Add(int left, int right)
{
    
    
	return left + right;
}

4.2名字修饰

为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？
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。

实际我们的项目通常是由多个头文件和多个源文件构成，而通过我们C语言阶段学习的编译链接，我们可以知道，【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】，编译后链接前，a.o的目标文件中没有Add的函数地址，因为Add是在b.cpp中定义的，所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢？
所以链接阶段就是专门处理这种问题，链接器看到a.o调用Add，但是没有Add的地址，就会到b.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。
那么链接时，面对Add函数，连接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的规则。
在gcc的函数修饰后名字不变，而g++的函数修饰后变成【_Z + 函数长度 + 函数名 + 类型首字母】。
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
另外我们也理解了，为什么函数重载要求参数不同，而跟返回值没关系。

4.3extern.c

有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译，在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译。比如：tcmalloc是google用C++实现的一个项目，他提供tcmallc()和tcfree两个接口来使用，但如果是C项目就没办法使用，那么他就使用extern “C”来解决。

    extern "C" int Add(int left, int right);
    int main()
    {
    
    
         Add(1,2);
         return 0; 
    }

5.引用

5.1 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。
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；（注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的）

void TestRef()
{
    
    
     int a = 10;
     int& ra = a;//<====定义引用类型
 
     printf("%p\n", &a);
     printf("%p\n", &ra);
}

5.2引用特征

引用在定义时必须初始化
一个变量可以有多个引用
引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

void TestRef()
{
    
    
     int a = 10;
     // int& ra; // 该条语句编译时会出错
     int& ra = a;
     int& rra = a;
     printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra); 
}

5.3常引用

void TestConstRef()
{
    
    
    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;
 }

5.4使用场景

5.4.1做参数

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

5.4.2做返回值

   int& Count()
   {
    
    
       static int n = 0；
       n++;
       // ...
       return n; 
   }

下面代码输出什么结果？为什么？

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; 
 }

在这里插入图片描述
**注意：**如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，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。

5.5传值、传引用效率比较

以值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，因此用值作为参数或者返回值类型，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。

#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;

struct A{
    
     int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){
    
    }
void TestFunc2(A& a){
    
    }
void TestRefAndValue()
{
    
    
	A a;
	// 以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++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 < 10000; ++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;
}
int main()
{
    
    
	TestRefAndValue();
}

在这里插入图片描述
通过上述代码的比较，发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。

5.6引用和指针的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。
在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。

int main()
{
    
    
    int a = 10;
    int& ra = a;
    ra = 20;
    int* pa = &a;
    *pa = 20;
    return 0; 
}

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
引用和指针的不同点:

引用在定义时必须初始化，指针没有要求
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
没有NULL引用，但有NULL指针
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(32位平台下占4个字节)
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
有多级指针，但是没有多级引用
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
引用比指针使用起来相对更安全

C++—命名空间—输入输出—缺省参数—函数重载—引用—详解

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