一、 C++介绍
本贾尼.斯特劳斯特卢普，于1979年在贝尔实验室负责分析UNIX系统内核流量的分布情况时，特别希望有一种更加模块化的工具，于1979.10开始着手研发一款新的编程语言，在C语言的基础上增加了面向对象的机制，也就是C++，1983年完成了C++的第一个版本
C++与C的关联和重要区别：(面试题)
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C++完全兼容C语言的所有内容
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支持面向对象的编程思想
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支持运算符重载、函数重载的编译时多态机制
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泛型编程、模版编程
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支持异常处理
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类型检查更加严格
注意：学习C++目前重点学习是面向对象的编程思想，而不是各种花里胡哨的语法
二、 第一个C++程序
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,const char* argv[])
{
cout << "Hello World!" << endl;
return 0;
}
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文件扩展名由 .c 变成 .cpp .cc .C .cxx
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编译器由gcc变成g++，gcc也可以继续使用，需要增加编译参数
gcc -xC++ -lstdc++ -
C++语言的标准头文件不带.h，iostream意为in out stream，在C++中输入、输出被封装成了流操作，C语言的头文件还可以继续使用，但是标准C的头文件建议名字换成前面加c 后缀去掉的新名字 例如 cstdio，为了删除原C标准头文件中的大量的宏，重新放入名字空间中，防止命名冲突
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C++输入、输出
cout 用于输出
cin 用于输入
不需要占位符，会自动识别数据类型
printf/scanf 属于C标准库中的函数
cout/cin 是C++标准库中的类对象 -
增加了名字空间机制，是C++为了解决命名冲突而发明的一项机制
三、 C++与C数据类型的不同
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结构的不同
a、不再需要通过typedef来缩短结构类型名，在C++中设计好结构后，定义结构类型时不再需要使用struct关键字了
b、结构中可以有成员是成员函数、成员变量，结构变量、结构指针使用 . 和 -> 访问成员，如果是成员函数，那么可以直接访问同结构中的任何成员，不需要.和->
c、结构中有一些隐藏的成员函数：构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值操作
d、结构可以继承其它结构，也可以被其他结构所继承
e、可以给成员赋予访问控制属性public 公开的(默认) protected 保护的 结构内和继承了它的结构中能使用 private 私有的 只有结构中才能使用 -
联合的不同
a、不再需要通过typedef来缩短联合类型名，在C++中设计好联合后，定义联合类型时不再需要使用union关键字了
b、联合中可以有成员是成员函数、成员变量，联合变量、联合指针使用 . 和 -> 访问成员，如果是成员函数，那么可以直接访问同联合中的任何成员，不需要.和->
c、联合中有一些隐藏的成员函数：构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值操作
d、可以给成员赋予访问控制属性public 公开的(默认) protected 保护的 联合内和继承了它的联合中能使用 private 私有的 只有联合中才能使用 -
枚举的不同
a、不再需要通过typedef来缩短枚举类型名，在C++中设计好枚举后，定义枚举类型时不再需要使用enum关键字了
b、C++编译器会对枚举的值进行检查，如果不符合就报错
c、C语言使用整型来模拟的，C++中的枚举类型是一种真正的数据类型，所以不能与整型进行隐式类型转换了 -
布尔类型的不同
a、C++中有真正的布尔类型，bool、true、false 是C++的关键字，不再需要包含 stdbool.h 头文件
b、true、false 在C++中是1字节，而C语言是4字节(int)
注意：无论C还是C++，bool类型变量只能存储0|1 -
字符串的不同
a、C++中的字符串被封装成了 string 类，可以与C语言的字符串进行转换
b、string类被封装在 string 文件，并属于std名字空间，但是string已经被iostream包含
c、使用string类，可以通过运算符的方式直接操作字符串，但是C语言string.h中的str系列函数也可以继续使用
= strcpy
+= strcat
== strcmp 相同为真
size() \ length() strlen 只算字符个数
d、C++中没有规定string类必须以'\0'结尾，编译器在实现时可以在结尾加上'\0'也可以不加，由编译器决定，因为string是一个类，它的长度信息已经被封装记录在私有成员变量中了 -
void * 的不同
在C语言中，void* 类型可以与任意类型的指针进行自动转换
在C++中，void* 类型不可以自动转换成其他任意类型的指针，如果需要把void* 类型的指针赋值给其他类型的指针时，必须通过强制类型转换后才能赋值，为了提高指针数据类型的安全性
但是其他类型的指针还是可以自动转换成void * 类型的指针，因为C语言标准库、系统函数中采用了大量的void * 类型作为参数，如果不保留这个方式会导致C++在调用这些函数时非常麻烦int* p = (int*)malloc(4);
四、名字空间
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为什么需要名字空间
由于C++完全兼容C语言，C++标准库中自带大量的类、函数、宏，而且支持继承语法，导致全局的标识符大量增加，因此命名冲突的概率极大的增加，因此名字空间就是为了解决命名冲突 -
什么是名字空间
是C++中一种对命名空间进行逻辑划分的一种技术
namespace xxx{
变量;
函数;
结构、联合、枚举;
类;
...
}
定义了名字空间后形成了一个相对封闭的作用域空间
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如何使用
1）直接导入using namespace xxx; 之后就可以直接使用名字空间中的所有内容，虽然方便，实际工作中不建议2）域限定符 ::
xxx::标识符 -
名字空间可合并
名字空间可以被多次定义，不同位置的名字空间编译器会在编译时自动合并
a.cpp
namespace n1{int a;}
b.cpp
namespace n1{int b;}
main.cpp
using namespace n1;// 会把a、b都导入进来 -
名字空间中的声明和定义可以分开
a.h
namespace n1{
extern int num;
}
a.cpp
int n1::num;
注意：可以分开定义，但是必须加上 名字空间名::变量名 -
匿名名字空间
所有全局标识符都归属于同一个名字空间，称为匿名名字空间，可以通过 ::全局标识符 来指定访问匿名名字空间中的内容
例如：同名的全局变量被同名局部变量屏蔽后，可以以此指定访问全局变量 -
名字空间可以嵌套
namespace n1{ int num = 10; namespace n2{ int num = 20; namespace n3{ int num = 30; } } }采用逐层分解访问
n1:: n2:: n3::num
导入指定层的名字空间
using namespace n1::n2; -
可以给名字空间的名字取别名
namespace n123 = n1:: n2::n3
五、C++的堆内存管理
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C++中有专门用于管理堆内存的语句，而C语言中只能使用标准库提供的函数
语法格式： 类型* p = new 类型名; new 分配内存，相当于C语言的malloc delete p; delete 释放内存 相当于C语言的free(p) -
new 允许在分配内存时直接初始化内存
类型* p = new 类型名(val); int* p = new int(10); -
new/delete 不能与 malloc/free 混合使用
int* p = new int; free(p); 虽然语法允许，但是不能这样混合使用 因为使用new分配内存时，会自动调用结构、联合、类类型的构造函数，使用delete释放内存时，会自动调用结构、联合、类类型的析构函数 但是malloc和free都不会调用，如果混用，就会导致构造、析构没有对应调用 -
连续内存的申请和释放
类型* p = new 类型名[个数]; int* p = new int[10];//10个int类型的连续堆内存40字节 new[] 会多次调用构造函数 delete[] p; delete[]专门用于释放通过 new[] 申请出来的内存 delete[]也会多次调用析构函数 注意：malloc/free new/delete new[]/delete[] 都不能混用 注意：通过new[]为结构、联合、类类型申请的内存的前4字节中记录了申请的次数，这样就可以让编译器知道需要调用多少次构造函数和析构函数 -
重复释放问题
delete可以释放空指针，但是也不能重复释放其他有效地址，与free一致 -
内存分配失败
malloc分配内存失败会返回NULL
new分配内存失败会抛出一个异常std::bad_array_new_length，如果不接异常并处理，那么会终止 -
返回值类型不同
malloc返回一个void* 类型的指针
new返回一个对应类型的指针
重点掌握面试题：malloc/free 和 new/delete 的区别？
| 区别 | malloc/free | new/delete |
|---|---|---|
| 身份： | 函数 | 关键字/运算符 |
| 返回值： | void* | 对应类型的指针 |
| 参数： | 字节个数(手动计算) | 类型(自动计算) |
| 连续内存： | 手动计算总字节数 | new[个数] |
| 扩容： | realloc | 无法直接处理 |
| 失败： | 返回NULL | 抛异常 |
| 构造\析构： | 不调用 | 调用 |
| 初始化： | 不能初始化 | 可以初始化 |
| 头文件： | stdlib.h | 不需要 |
| 函数重载： | 不允许重载 | 允许 |
| 内存分配的位置： | 堆内存 | 自由存储区 |
注意：自由存储区是一个抽象的概念，而不是具体某个位置段，平时一般称new是分配在堆内存也问题不大，因为new底层默认调用了malloc，所以此时称分配在堆内存没问题，但是new可以像运算符一样被程序员重载或借助 new(地址) 类型 两种方式分配内存时，可以分配到其他内存段，所以称为自由存储区
现在有一块已经分配好的内存(堆、栈) 如何让通过new新申请的类对象、结构变量使用这块内存
#include <iostream>
using namespace std;
struct Student
{
char name[20];
char sex;
int id;
Student()
{
cout << "我是构造函数" << endl;
}
};
int main(int argc,const char* argv[])
{
cout << sizeof(Student) << endl;
char arr[28] = {};
Student* stu = new(arr) Student;
cout << &arr << " " << stu << endl;
}