【C++ 初阶】新语言入门介绍：命名空间，(全/半)缺省函数，函数重载，引用，内联，auto

柔光的暖阳◎ 2022-08-28 05:48 180阅读 0赞

### 目录 ###

*  一、C++介绍
 *  二、命名空间(namespace)
 *  三、缺省参数(全缺/半缺)
 *  四、函数重载
 *  五、引用
 *   *  1. 引用特征
     *  2. 引用与指针有哪些区别？
     *  3. 引用使用场景
 *  六、内联
 *  七、auto

# 一、C++介绍 #

C++语言发展最重要的两个版本里程碑：C++98和C++11
    C++98: 是第一个C++标准版本，以模版方式重写C++标准款，引入了STL(标准模版库)，简而言之语言比较完善
    C++11: 增加了许多特性如：正则表达、基于范围for循环、auto关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等

C++中的63个关键字  
![请添加图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAU3VjaEFCaWdCdWc_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

# 二、命名空间(namespace) #

在C++中变量名、函数和后面学到的类都大量存在，这些名称在大型项目中可能存在冲突，所以就有了namespace这个关键词，目的是对标识符的名称进行本地化，从而避免命名冲突或名字污染

我们常用的using namespace std标准库，在预处理阶段会展开

下面自定义一个命名空间，里面既可以定义变量也可以定义函数

1.  命名空间定义  
    ![请添加图片描述][0edeb26f133a4eb99c631c28978b0809.png]
2.  命名空间嵌套  
    ![请添加图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAU3VjaEFCaWdCdWc_size_9_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]
3.  同一个工程中允许存在多个相同的命名空间，编译器最后合成一个命名空间

# 三、缺省参数(全缺/半缺) #

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，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

//全缺省
    void TestFunc(int defaultVal=100, int defaultVal2=101, int defaultVal3=102){
        
        cout << defaultVal << " " << defaultVal2 << " " << defaultVal3 << endl;
    }

上面代码有三个参数，调用TestFunc函数，如果不指定实参那么会采用指定的默认值

//半缺省
    void TestFunc2(int defaultVal, int defaultVal2, int defaultVal3=102){
        
        cout << defaultVal << " " << defaultVal2 << " " << defaultVal3 << endl;
    }

调用函数方式：

TestFunc(); //未指定实参
    TestFunc2(10 , 11); //从左到往右依次传实参

![请添加图片描述][3907f3ed06b642329bdd1cef37a264af.png]

# 四、函数重载 #

C++中允许`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别必须满足参数个数不同，或者类型，或者顺序不同，用来处理实际功能类似数据类型不同的问题

int Add(int a, int b){
        
        return a+b;
    }
    
    //不同参数个数
    int Add(int a, int b, int c){
        
        return a+b+c;
    }
    
    //不同类型
    double Add(double a, int b){
        
        return a+b;
    }
    
    //调换顺序
    int Add(int a, double b){
        
        return a+b;
    }

我们可以看到上面的代码函数名都是一样的，参数构成函数重载

那么为什么C语言中没有，而C++中支持函数重载呢？  
这就需要从程序编译过程说起，编译分为预处理、编译、汇编、链接  
在链接阶段，调用的函数会重定位符号表，我们通过`objdump -S FuncReload`来查看C++的函数名经过了名字修饰(name Mangling)  
![请添加图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAU3VjaEFCaWdCdWc_size_15_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
gcc编译完后，函数名字的修饰没有发生改变，而g++编译器下，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中  
上图可以看到函数名都以\_\_z3开头，函数名再接各参数类型的首字母。  
因此只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，也就支持了重载。

# 五、引用 #

引用是给已存在变量取了一个别名就好像你叫王二蛋，在家里蛋蛋这个别名永远在妈妈口中挂着  
编译器不会为引用变量开辟内存空间，引用变量和被引用的变量共用一块内存空间，我们用符号`&`表示

引用的符号为&，其使用方法是 类型 + & + 引用变量名称（对象名） = 引用实体； (引用实体的类型必须和&前的类型保持一致)

b变量对变量a进行引用，下图我们可以看到memory里面的地址都为同一个

int a = 10;
    int& b = a;

![请添加图片描述][979da9c38b764936a9b55ffa7fbe38f0.png]

## 1. 引用特征 ##

1.引用在定义同时必须要初始化。比如在取别名的时候就需要有这个被取别名的对象。
    2.一个引用实体可以有多个引用。
    3.一旦引用变量成为了一个实体的引用，就不能再成为其他实体的引用。

int main()
    {
        
        int a = 10;  
        int d = 100;
        
        //一旦写了引用,就必须有完整的实体,不能写成  int& b;  这是不允许的,即第一条特性
        int& b = a; 
        
        //a变量被引用了两次,也就是第二条特性意思
        int& c = a; 
        
        //前面c已经成了a的别名,那么c就永远只能是a的别名，只不过这里C的值变成了100(同样ab也变成100),特征三
        c = d;
        
        return 0;
    }

## 2. 引用与指针有哪些区别？ ##

（1）引用需要初始化，而指针没有要求。  
（2）引用一旦作为一个引用实体的引用，就不能再作为其他实体的引用，但指针可以修改其所指向的对象的。  
（3）引用没有独立空间，而指针有，但是引用的效率也会更高（毕竟少开辟了一大块内存空间）。  
（4）对于sizeof，引用变量的大小与类型有关，指针变量的大小与类型无关。  
（5）对于自加，引用加一是数值上加一，而指针加一是跳过一个类型的大小。  
（6）访问实体的方式不同，指针是通过解引用访问，而引用是编译器自己处理。  
（7）引用使用起来相对于指针更安全。

## 3. 引用使用场景 ##

1.  作为参数  
    （1）可以减少传参拷贝(引用作用)

truct node   //某个结构体,假设很大
    {
        
        int val;
        struct node* next;
    };
    
    //如果参数为引用,将不需要通过函数传递方式中的值传递(拷贝)，提高效率
    void modify(struct node& node0) 
    {
        
        //此处省略...
    }

（2）可以保护形参不被修改，既可以接收变量,又可以接收常量(常量引用作用).

int add(const int& a,const int& b)
    {
        
      // a = 15; //会报错，这样避免被修改
      return a-b;  
    }
    
    int main()
    {
        
      int a = 10;
      int b = 20;
      
      cout<<"变量作为实参"<<add(a,b)<<endl;
      cout<<"常量作为实参"<<add(10,20)<<endl;   //必须是常量引用,否则将无法接收实参
      return 0;
    }

1.  作为返回值

# 六、内联 #

关键词：inline  
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  
![请添加图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAU3VjaEFCaWdCdWc_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
如果在前面增加inline keyword将改成内联函数  
![请添加图片描述][0d1ae9d336ff47de933984c23b3c3613.png]  
这实际上是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额外开销，因此代码太长或者循环递归函数不适宜作为内联函数。  
不过也不用太担心，编译器会自动优化，如果函数体内有循环/递归等，编译器优化时会忽略掉内联

`Warning:`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，那么链接就会找不到

# 七、auto #

auto关键字是在C++2011年以后赋予的全新含义，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

`Warning:`使用auto定义变量时必须对其进行初始化，因为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，而是一个类型声明的占位符，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型

int TestAuto()
    {
        
    	return 10; 
    }
    
    int main(){
        
        int a = 10;
        auto b = a;
        auto c = 'a';
        auto d = TestAuto();
        cout << typeid(b).name() << endl;
        cout << typeid(c).name() << endl;
        cout << typeid(d).name() << endl;
    	cout << typeid(d).name() << endl;
    	
    	//auto e;   <------会报错因为编译器推导不出来
    }

还有不能推导的场景：

1.  auto不能作为函数的参数
2.  auto不能直接用来声明数组

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; 
    }

上面为C++98中遍历一个数组的方式

下面是基于范围for的新用法，冒号的前面部分是范围内用于迭代的变量，第二部分表示被迭代的范围

void TestFor()
    {
        
    	int array[] = {
         1, 2, 3, 4, 5 };
    	for(auto& e : array) 
    		e *= 2;
    	for(auto e : array)
    		cout << e << " ";
    		
    	return 0; 
    }

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