文档建议反馈控制台
首页
学习
活动
专区
圈层
工具
MCP广场
文章/答案/技术大牛
发布
社区首页 >专栏 >C++初阶-入门基础语法

C++初阶-入门基础语法

作者头像
用户9645905
发布于 2022-11-30 12:43:17
发布于 2022-11-30 12:43:17
9330
举报
文章被收录于专栏：Linux学习~Linux学习~

目录

前言

一、C++关键字

二、namespacem命名空间

命名空间使用三种方式

三、C++输入&输出

四、缺省参数

缺省参数分类

五、函数重载

名字修饰

extern “C”

六、引用

常引用

引用的使用

参数和返回值的比较

引用和指针

七、内联函数

八、auto关键字

使用细则

九、基于范围的for循环

范围for的使用条件

十、指针空值nullptr

前言

本章主要讲解：

入门学习C++的各种细碎语法知识

一、C++关键字

C++ 总计 63 个关键字， C 语言 32 个关键字

注：只是看一下 C++ 有多少关键字，不对关键字进行具体的讲解

二、namespacem命名空间

  • 概念：

在C/C++中变量、函数和类的名称都大量存在于全局作用域中，可能会导致命名冲突 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

  • 使用：

使用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

  • 示例1：普通定义
代码语言：javascript
复制
//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，既可以定义变量，也可以定义函数
	int a;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
  • 示例2：嵌套定义
代码语言：javascript
复制
//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;
		}
	}
}
  • 示例3：多处定义
代码语言：javascript
复制
//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
namespace N1
{
	int Mul(int left, int right)
	{
		return left * right;
	}
}

注：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，避免因为同名变量以及函数而被调用（相当于一个壁障）

命名空间使用三种方式

  • 示例1：加命名空间名称及作用域限定符
代码语言：javascript
复制
int main()
{
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", N::Add(N::a,N::b));
	return 0;
}
  • 示例2：使用using将命名空间中成员引入
代码语言：javascript
复制
using N::a;
using N::Sub;
int main()
{
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", Sub(a,N::b));
	return 0;
}
  • 示例3：使用using namespace 命名空间名称引入
代码语言：javascript
复制
using namespace N;
int main()
{
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", Sub(a,b));
	return 0;
}

三、C++输入&输出

  • 输出Hello world：
代码语言：javascript
复制
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "Hello world!" << 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标准命名空间

  • 注意：
  1. C++的库函数都在std这个命名空间中定义，而"<<"和“>>”流输入输出则需要包含<iostream>
  2. 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；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

注：但是对于有特别的格式要求的输出，如输出小数点后几位则建议使用printf（cout会非常的麻烦）

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a;
	double b;
	char c;
	cin >> a >> b >> c;//输入
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;//endl等同于输出"\n"
	cout << a << " " << b << " " << c << "\n";
	return 0;
}

四、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，如果没有指定实参则采用该默认值，否则使用指定的实参

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
void test(int a = 0)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	test();// 没有传参时，使用参数的默认值
	test(1);// 传参时，使用指定的实参
	return 0;
}

缺省参数分类

  • 示例1：全缺省参数
代码语言：javascript
复制
void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
    cout<<"a = "<<a<<endl;
    cout<<"b = "<<b<<endl;
    cout<<"c = "<<c<<endl;
}

示例2：半缺省参数

代码语言：javascript
复制
void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20)
{
    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

  • 示例： 

//test.h void TestFunc(int a = 10); // test.cpp void TestFunc(int a = 10) { }

 注：建议只在声明时出现缺省参数（便于查看） 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）

五、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

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
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;
}

注：函数是否重载一定是在函数名相同下关于函数参数是否不同（函数参数的类型，个数，顺序三者满足其中之一即可）

  • 错误示例：

名字修饰

C/C++能否支持重载在于其能否在链接时成功找到对应函数地址，而这又关乎函数名字的修饰规则

注：关于程序如何生成的知识有问题的话，可以浏览学习下该知识：⭐️ C语言进阶 ⭐️ 程序环境和预处理【~建议收藏~】

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

  • 当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时：

  1. 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
  2. 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
  3. 链接时，面对Add函数，连接器会根据编译器自己的函数名修饰规则去找对应出现的函数，而C/C++的命名修饰是不同的
  • 示例：使用gcc演示修饰后的函数名字

采用C语言编译器编译后结果

说明：在linux下，采用gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变

  • C不支持函数重载：

如果有重载函数（函数名相同，参数不同），根据C语言的名字修饰规则，那么在编译后生成的符号表则会存在多个相同的函数名，在链接对应函数的地址时则会有歧义，无法链接成功，也就无法支持函数重载

采用C++编译器编译后结果

说明：在linux下，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息根据规则添加到修改后的名字中

  • C++支持函数重载：

在链接对应函数地址时，其函数名字修饰规则会根据参数生成不同的函数名字，从而使得呢能够成功找到对应函数地址，并连接成功，也就支持了函数重载

注：windows命名规则比linux复杂，但本质上原理都是一致的；也因为函数名字修饰的规则，函数重载要求参数不同，而跟返回值没关系

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

  • 例子：

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

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
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

六、引用

  • 概念:

从语法上来说，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

  • 使用：

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
void TestRef()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定义引用类型
    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
}

注意：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
  • 示例：

常引用

  • 概念：

常引用是在引用时遇到常量，或有常属性时会造成读取写入权限冲突，要想成功引用，则需要加上const修饰引用，保持对象和引用权限一致

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
void TestConstRef()
{
    const int a = 10;//a为常量，只能读取，不能修改
    //int& ra = a; // 引用a，但是该引用有读取和写入的权限，与对象本身权限有冲突
    const int& ra = a;//该引用只有读取权限，与引用对象权限相符
    // int& b = 10; // 10在这里为常量，而该引用有权限冲突
    const int& b = 10;//权限一致
    double d = 12.34;
    //int& rd = d; //赋值类型转化时会产生一个中间变量，该中间变量为常属性，有权限冲突
    const int& rd = d;//权限一致
}

引用的使用

引用做参数

  • 示例1：
代码语言：javascript
复制
void Swap(int& left, int& right)
{
    int temp = left;
    left = right;
    right = temp;
}

说明：引用做参数，既能读取也能修改影响实参 

引用做返回值

  • 传值返回：

传值返回都会生成一个拷贝

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
int Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}
  •  传引用返回:

返回的是引用对象本身

代码语言：javascript
复制
int& Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

注：非法访问并不一定会报错，这个取决于编译器的检查（一般只在常发生非法访问的地方设置检查点）

  • 示图：非法访问的空间被覆盖
  • 总结：

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

  • 示例：正确使用
代码语言：javascript
复制
int& Count()
{
	static int n = 0;
		n++;
	// ...
	return n;
}

参数和返回值的比较

   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；而传引用和返回引用传的是引用本身，不用拷贝，效率非常高

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
A a;
//传值
void TestFunc1(A a) {}
//传引用
void TestFunc2(A& a) {}
// 值返回
A TestFunc3() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc4() { return a; }
void Test()
{
	// 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();

	// 以值作为函数的返回值类型
	size_t begin3 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc3();
	size_t end3 = clock();
	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin4 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc4();
	size_t end4 = 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;
	// 计算两个函数运算完成之后的时间
	cout << "TestFunc3 time:" << end3 - begin3 << endl;
	cout << "TestFunc4 time:" << end4 - begin4 << endl;
}

引用和指针

  • 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

  • 引用和指针的不同点总结:

  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

七、内联函数

  • 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

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int ret=0;
	ret=Add(1, 2);
	return 0;
}

注：如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用

  • 效果示图：

注：在debug模式下查看，需要对编译器进行设置，否则不会展开(debug模式下编译器默认不会对代码进行优化)

  • 设置：vs2019
  • 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，增大空间消耗（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（对于函数体内有循环/递归等的内联，编译器优化时会忽略）
  3. inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline在编译时会被展开，也就没有函数地址，链接就会找不到对应函数
  • 示例：

// F.h #include <iostream> 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; } // 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (？f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用

  • 相关面试例题：

例题1：宏的优缺点？

  1. 优点：1）强代码的复用  2）提高性能
  2. 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 

例题2：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

八、auto关键字

  • 简介：

  1. 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（没什么用）
  2. C++11中赋予auto全新的含义：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
  • 示例：
代码语言：javascript
复制
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;
	//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
	return 0;
}

注：typeid（）.name能展示类型名称

  • 注意：

  1. 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
  2. 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

使用细则

  • 1.auto与指针和引用结合使用

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&

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
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;
	cout << *a << endl;
	*b = 30;
	cout << *b << endl;
	c = 40;
	cout << c << endl;
	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的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际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

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
void TestAuto()
{
    auto a = 1, b = 2;
    auto c = 3, d = 4.0; // 该行代码会编译失败，因为c和d的初始化表达式类型不同
}
  • 3.auto不能作为函数的参数
代码语言：javascript
复制
// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导（不知道传入的a是什么）
void TestAuto(auto a)
{}
  • 4.auto不能直接用来声明数组
代码语言：javascript
复制
void TestAuto()
{
    int a[] = {1,2,3};
    auto b[] = {4，5，6};//err
}
  • 5.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
  • 6.auto在实际中最常见的优势用法是与for-range循环结合以及lambda表达式等进行配合使用

九、基于范围的for循环

  • 背景：

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

  • 范围for的语法：

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

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,5,8,6,4,9,55,41 };
	int arr2[][3] = { 1,2,3,4,5,6,7,4,9 };
	//一维数组遍历
	for (auto x : arr)//读取
	{
		cout << x << " ";
	}cout << endl;
	for (auto& x : arr)//修改
	{
		x *= 2;
	}
	for (auto x : arr)//读取
	{
		cout << x << " ";
	} cout << endl;
	//二维数组遍历
	for (auto& x : arr2)//虽然没有修改值，但是不使用引用类型，会让x从数组自动转化为指针
	{
		for (auto e : x)
		{
			cout << e << " ";
		}cout << endl;
	}
	return 0;
}

 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
代码语言：javascript
复制
void TestFor(int array[])
{
    for(auto& e : array)
        cout<< e <<endl;
}
  • 2. 迭代的对象要实现++和==的操作（现在只做了解）

十、指针空值nullptr

  • C++98中的指针空值

声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误

  • 指针没有合法的指向初始化：
代码语言：javascript
复制
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}

NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

NULL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

  • 示例：
代码语言：javascript
复制
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;
}
  • 说明：

  1. 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
  2. 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++11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使用nullptr

觉得不错的话，留下三连支持博主哦！！！ 

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。
原始发表：2022-08-14，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
打包
ide
编程算法
c++

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ，欢迎热爱写作的你一起参与！

打包
ide
编程算法
c++
评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
登录 后参与评论
推荐阅读
目录
  • 前言
  • 一、C++关键字
  • 二、namespacem命名空间
    • 命名空间使用三种方式
  • 三、C++输入&输出
  • 四、缺省参数
    • 缺省参数分类
  • 五、函数重载
    • 名字修饰
    • extern “C”
  • 六、引用
    • 常引用
    • 引用的使用
    • 参数和返回值的比较
    • 引用和指针
  • 七、内联函数
  • 八、auto关键字
    • 使用细则
  • 九、基于范围的for循环
    • 范围for的使用条件
  • 十、指针空值nullptr
领券

腾讯云开发者

扫码关注腾讯云开发者

扫码关注腾讯云开发者

领取腾讯云代金券

热门产品

热门推荐

更多推荐

Copyright © 2013 - 2025 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有 

深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569

腾讯云计算（北京）有限责任公司 京ICP证150476号 |  京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287

问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档

Copyright © 2013 - 2025 Tencent Cloud.

All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有

登录 后参与评论