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C++学习day01

时间：2023-08-22 20:22:10浏览次数：34  
标签：int day01 namespace C++ 学习 内存 类型 new

C++学习day01

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)

1、C++完全兼容C语言的所有内容
2、支持面向对象的编程思想
3、支持运算符重载、函数重载的编译时多态机制
4、泛型编程、模版编程
5、支持异常处理
6、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;
    }

1、文件扩展名由 .c 变成.cpp .cc .C .cxx

2、编译器由gcc变成g++，gcc也可以继续使用，需要增加编译参数
-xC++ -lstdc++
3、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
4、C++的输入、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

5、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

1、结构的不同

#include <iostream>
using namespace std;

struct Student
{
	char name[20];
	char sex;
	int id;
protected:
	void func(int num)
	{
		cout << "我是Student的成员函数" << id << endl;	
	}
	Student(void)
	{
		cout << "我是Student的构造函数" << endl;	
	}
};

int main(int argc,const char* argv[])
{
	Student stu;	
//	stu.id = 10086;
	stu.func(100);
}

①、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
②、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->
③、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
④、结构可以继承其它结构，也可以被其他结构所继承
⑤、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

2、联合的不同

①、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
②、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->
③、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
④、可以给成员赋予访问控制属
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

3、枚举的不同

  • C：（不是很严格）

    #include <stdio.h>

enum Key{UP=183,DOWN,RIGHT,LEFT};

int main(int argc,const char* argv[])
{
	enum Key k = 100;
	printf("%d\n",k);
}

  • C++（很严格）

#include <iostream>
using namespace std;

enum Key{UP=183,DOWN,RIGHT,LEFT};

int main(int argc,const char* argv[])
{
	Key k = 183;	//false
	k = UP;
	cout << k << endl;
}

①、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
②、C++编译器会对枚举的值进行检查，如果不符合就报错
③、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

4、布尔类型的不同

#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc,const char* argv[])
{
	bool flag = true;	
	flag = 0;

	cout << sizeof(true) << endl;
	cout << flag << endl;
}

①、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
②、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

5、字符串的不同

#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc,const char* argv[])
{
	const char* p = "hehe";
	string str = p;
	if("heh" == str)
	{
		str = "xixixhe";
	}
	str += "haha";
	
	cout << str << " " << str.length() << " " << str.size() <<  endl;
}

①、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
②、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
③、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，不计算'\0'

④、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

6、void*的不同

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main(int argc,const char* argv[])
{
	int* p = (int*)malloc(4);
	void* p1 = p;
}

在C语言中，void类型可以与任意类型的指针进行自动转换，而在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，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

1、使用名字空间的原因

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

2、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

3、如何使用

  • 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

  • 域限定符 ::

    xxx::标识符

实例：

#include <iostream>
using namespace std;

int num = 50;

namespace n1{
	int num = 100;	
}

namespace n2{
	int num = 200;	
}

//using namespace n1;
//using namespace n2;

int main(int argc,const char* argv[])
{
	int num = 10;
	cout << n1::num << endl;	//100
	cout << ::num << endl;        //50
	cout << n2::num << endl;	//200
}

4、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

5、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

6、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

7、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;

实例：

#include <iostream>
using namespace std;

namespace n1{
	int num = 10;
	namespace n2{
		int num = 20;
		namespace n3{
			int num = 30;	
		}
	}
}

using namespace n1::n2;
int main(int argc,const char* argv[])
{
	cout << n1::n2::n3::num	<< endl;    //30
	cout << n3::num << endl;        //30
	cout << num << endl;        //20
}

8、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new/delete

1、申请和释放的语法格式

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

  • new
类型* p = new 类型名;
            new 分配内存，相当于C语言的malloc

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：

malloc返回一个void*类型的指针
 new返回一个对应类型的指针

  • delete
 delete p;   
            delete 释放内存 相当于C语言的free(p)

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

2、初始化

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);

3、连续内存的申请和释放

  • 申请：
 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

  • 释放：

    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

  • 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。

malloc/free new/delete new[]/delete[] 都不能混用。

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

4、malloc/free 和 new/delete 的区别？

malloc/free new/delete
身份 函数 关键字/运算符
返回值 void* 对应类型指针
参数 字节个数（手动计算） 类型（自动计算）
连续内存分配 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/析构函数 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 允许
内存分配位置 堆内存 自由区内存

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

笔试题练习

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;
}

输出：28
我是构造函数
0xbfaf5820 0xbfaf5820

标签：int,day01,namespace,C++,学习,内存,类型,new
From： https://www.cnblogs.com/ljf-0804/p/17649601.html

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