C++(关键字,命名空间,输入输出,缺省参数,函数重载,引用,内联函数)

1.C++关键字:

2.命名空间

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。

2.1命名空间的定义:

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。

2.2命名空间的使用

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;
	}
}

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

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

2.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;
}

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);
	printf("%d\n", Add(10, 20));
	return 0;
}

3.C++输入输出

#include<iostream>
using namespace std;//std是C++库的命名空间
int main()
{
	cout << "hello word" << endl;
	return 0;
}

说明:

1. 使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时,必须包含< iostream >头文件以及std标准命空间。

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,使用时只需包含对应头件即可,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++文件不带.h;旧编译器(vc 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 <iostream>+std的方式。

2. 使用C++输入输出更方便,不需增加数据格式控制,比如:整形--%d,字符--%c

4.缺省参数

4.1缺省参数的概念

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,如果没有指定实参则采用该默认值,否则使用指定的实参。

4.2缺省参数的分类

全缺省参数

半缺省参数

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

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)

5.函数重载

5.1函数重载的概念

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

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);
	return 0;
}

下面的就不能造成重载

short Add(short left, short right)//只有返回值类型不同
{
	return left + right;
}
int Add(short left, short right)
{
	return left + right;
}

5.2名字修饰

Name Mangling是一种在编译过程中,将函数、变量的名称重新改编的机制,简单来说就是编译器为了区分各个函数,将函数通过某种算法,重新修饰为一个全局唯一的名称。

编译的过程有以下几个阶段:

C语言的名字修饰规则非常简单,只是在函数名字前面添加了下划线。比如,对于以下代码,在最后链接时就会出错:

int Add(int left, int right);

int main()

{

Add(1, 2);

return 0;

}

编译器报错:error LNK2019: 无法解析的外部符号 _Add,该符号在函数 _main 中被引用。

上述Add函数只给了声明没有给定义,因此在链接时就会报错,提示:在main函数中引用的Add函数找不到函数体。从报错结果中可以看到,C语言只是简单的在函数名前添加下划线。因此当工程中存在相同函数名的函数时,就会产生冲突。

由于C++要支持函数重载,命名空间等,使得其修饰规则比较复杂,不同编译器在底层的实现方式可能都有差异。

int Add(int left, int right);
double Add(double left, double right);
int main()
{
    Add(1, 2);
    Add(1.0, 2.0);
    return 0;
}

在vs下,对上述代码进行编译链接,最后编译器报错:

error LNK2019: 无法解析的外部符号 "double cdecl Add(double,double)" (?Add@@YANNN@Z)

error LNK2019: 无法解析的外部符号 "int __cdecl Add(int,int)" (?Add@@YAHHH@Z)

通过上述错误可以看出,编译器实际在底层使用的不是Add名字,而是被重新修饰过的一个比较复杂的名字,被重新修饰后的名字中包含了:函数的名字以及参数类型。这就是为什么函数重载中几个同名函数要求其参数列表不同的原因。只要参数列表不同,编译器在编译时通过对函数名字进行重新修饰,将参数类型包含在最终的名字中,就可保证名字在底层的全局唯一性。

5.3 extern"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。

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

链接时报错:error LNK2019: 无法解析的外部符号_Add,该符号在函数 _main 中被引用

【面试题】

1. C语言中为什么不能支持函数重载

编译器在编译.c文件时,只会给函数进行简单的重命名;具体的方法是给函数名之前加上”_”;

2. C++中函数重载底层是怎么处理的

编译器在编译时通过对函数名字进行重新修饰,将参数类型包含在最终的名字中,重新修饰后的名字中包含了:函数的名字以及参数类型。

3. C++中能否将一个函数按照C的风格来编译

函数前面加extern"C"

6.引用

6.1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

6.2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

6.3常引用

6.4 使用场景

1.做参数

2.做返回值

如果函数返回时,出了函数作用域,对象已经还给系统,就不能返回对象的引用。否则会出现非

法访问问题。反之,则可以返回引用。

6.5 传值、传引用效率比较

6.5.1传参传引用和传值

由上图看出,传引用效率高一点

6.5.2返回值传引用和传值

6.6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。

我们来看下引用和指针的汇编代码对比:

用和指针的不同点:

1. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求

2. 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

3. 没有NULL引用,但有NULL指针

4. 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)

5. 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

6. 有多级指针,但是没有多级引用

7. 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

8. 引用比指针使用起来相对更安全

7.内联函数

7.1概念

以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,没有函数压栈的开销,内联函数提升程序运行的效率。

查看方式:

1. 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add

2. 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开

7.2特性

1. inline是一种以空间换时间的做法,省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用作为内联函数。

2. inline对于编译器而言只是一个建议,编译器会自动优化,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。

面试题

宏的优缺点?

优点:

1.增强代码的复用性。

2.提高性能。

缺点:

1.不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)

2.导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。

3.没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏?

1. 常量定义 换用const

2. 函数定义 换用内联函数

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