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c++基础语法

时间:2024-03-13 09:02:05浏览次数:30  
标签:函数 int 基础 c++ 语法 引用 重载 inline 定义

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前言

大家好我是jiantaoyab,这篇文章给大家带来的是c语言没有的一些特性之一,是c++的基础语法,对后面的学习有帮助,后面我将逐步编写类和对象、STL容器等C++笔记,欢迎大家关注我!

命名空间

当程序达到一个规模后,会不可避免的使用到相同的函数名和标识符导致冲突,可以使用namespace封装到一个命名空间中,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

同一个工程中能存在相同的命名空间,相同名字的命名空间会合并到一起

作用域:变量的有效范围,从定义的起点开始,到定义变量之前最近的一对括号确定

命名空间的使用

//1.使用using使用命名空间成员之一
using jiantao::n;
//2.using namespace jiantao
//全部展开,失去封装的效果,不建议这样使用
namespace jiantao
{
	int n = 10;
	//可以嵌套使用
	namespace id
	{
		int b = 2;
	}
}

int main()
{
    cout << n << endl; //using jiantao::n; 直接用
	cout << jiantao::n << endl; //一般的使用方法
	cout << jiantao::id::b << endl; 
	return 0;
}

缺省参数

缺省参数是声明或定义函数时为函数参数指定的一个默认值,在调用该函数时,如果没用指定实参则采用该默认值

缺省参数的使用

注意点

  • 半缺省参数必须从右往左给,不能间隔给
  • 缺省参数不能在定义和声明中同时出现,建议在声明中写
  • 缺省值必须是全局变量或者是常量
void fun()
{
	cout << "fun()" << endl;
}

//默认这里的参数会给值
void fun(int a ,int b=10,int c=20)
{
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;

}
int main()
{
	fun(1); 
	fun(1,2);//传2的话b的值就是2
}

函数重载

函数重载是指在同一作用域内,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,这组函数被称为重载函数

函数重载的作用

重载函数通常用来命名一组功能相似的函数,这样做减少了函数名的数量,避免了名字空间的污染,对于程序的可读性有很大的好处

函数重载的使用

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
double add(double a, double b)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	add(1, 2);
	add(1.1, 1.2); //2个add构成重载
	return 0;
}

函数重载原理

Linux下,我定义了2个函数名字相同的函数,在gcc编译的时候,报错

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什么原因?

回忆一下一个程序编译链接的过程,在汇编的时候,会生成.o文件,.o文件是没有函数的地址的(声明和定义分开写),那么在链接的时候,会根据函数的名字去找地址,而在c语言中,不存在函数名字的修饰,根据函数的名字去符号表中找,假设在符号表中有Add(0x33123)和Add(0x332323),这在符号表中都冲突了,人家链接也不知道链接哪个

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而在c++中,存在函数名修饰规则,不同平台下不一样,在linux下大概为作用域+返回类型+函数名+参数列表,就能找到的函数的地址能链接上了

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重载大概的流程图

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我的知识有限,大家可以看看这篇 c++函数重载 里面有更详细的介绍

引用

引用不是新定义一个变量,而是给已经存在的变量起了一个别名,引用的变量和原来的变量共用一块内存空间

引用的使用

1.引用的类型和引用的实体必须的同类型的
   int a=10; int &b=a;

2.引用在定义的时候必须初始化
    int &c=10 //error 引用的必须是一个对象
    const int a=10; int &b=a;//error a为常量
3.一旦一个引用被初始化指向一个对象,它就不能变为另一个对象的引用
   但一个对象可以有多个引用
     int a = 0;
	int& b = a;
	int& b = c; //ERROR
	int& c = a; //RIGHT
4.引用权限只能缩小,不能放大
    int a=10;
	const int &b=a;//✔ 权限缩小
	const int d = 10;
	int & f = d; //ERROR,这是权限的放大
5 临时变量本来是右值,是常量不能修改的
  double b = 1.1;
  int& i = d; //ERROR,存在类型转换,类型转换有临时变量
  const int& i2 = d //可以 

引用的使用场景

1.引用做参数 :提高效率,形参的改变能影响实参
int swap(int &x,int &y)
{}
使用引用传参,如果不改变参数的值,建议使用const引用
    
2.引用做返回值:提高效率,修改返回变量(临时变量本来是右值,是常量不能修改的)
int& Add(int a,int b)
{
    int c=a+b; return c;
}
int main()
{
	int ret=Add(1,2);
    cout<<ret<<endl;
}

引用做返回值有一个重要的点,引用的这个返回对象在这个函数栈帧销毁的时候,还存在着才能使用引用返回。

int& Sub(int x, int y)
{
	int ret = x - y;
	return ret;
}

int& f()
{
    int *p=(int *)malloc(4);
    return *p;//是可以的,p指向的空间还在
    return p;//error 指针p已经给销毁
}
int main()
{
    int& a = Sub(2, 1);
}  

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虽然编译通过了,但是上面的代码会存在非法访问的问题,Sub的返回值原来是临时变量,这里用了引用返回,那相当于int & ret = tmp,在调用完Sub后会回去访问ret的空间,假如Sub栈帧给销毁了,a所取到的值就是随机值,这里我们并没有马上使用这块空间才没报错。

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引用和指针

  • 引用在定义的时候必须初始化,指针不初始化也不报错
  • 引用一个对象之后就不能再引用别人对象,指针可以随意更改对象
  • 引用的大小是引用实体的大小,指针的大小是固定是4/8个字节
  • 引用不会开辟空间不占用内存
  • 引用加1是引用的实体加1,指针加1是向后偏移一个类型的大小

通过下面的汇编代码看出,引用和指针在使用的汇编指令是一样的

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extern C

大家有没有想过,如果我用c++写的程序,想去调用别人c写的库怎么去调用呢?

一会再回答这个问题,我们先来看看extern的用法。

extern是C语言中的一个关键字,一般用在变量名前或函数名前,作用是用来说明此变量/函数是在别处定义的,要在此处引用,在遇到此变量或函数的时候在其他文件中寻找其定义

extern int a;//声明变量a是在别的文件定义的,只是声明,没有分配内存
举个例子:   
比如我在test.cpp中 extern int num; extren void Print();
然后在fun.cpp 中  
int num = 1; //这里是定义变量  
void Print(){printf("Print()");} //这里是定义函数
这样子就能在test.cpp中使用这个num变量了 和 Print 这个函数了

想要在C++中调用c语言写的库,在vs2013下,需要执行下面操作

  1. 调试->属性->链接器 常规 ->附加库目录把库加上(Debug)

  2. 调试->属性->链接器 输入-> 附加依赖项 手动加入库的名字 xxx.lib

extern "C"
{
    //把头文件所在的目录包含
	#include "../../DS/DS/Stack.h" 
}

告诉C++编译器,extern “C”{}里面的函数是C编译器编译的,链接的时候用C的函数名规则去找,就可以链接上, 定义为extern的变量也会在外面去找

在C中调用c++写的库,要在cpp库中修改

//如果有__cplusplus 这个宏就用 extern "C" 替换 EXTRERN_C
#ifdef __cplusplus
#define EXTRERN_C extern "C" // C++静态库extern "C"告诉编译器以下函数按C的函数名修饰规则去处理
#else
#define EXTRERN_C  //这里走的是else 就是EXTRERN_C 什么都没有
#endif

EXTRERN_C void StackInit(ST* ps); //运行后相当于 void StackInit(ST* ps)
EXTRERN_C void StackDestroy(ST* ps);
EXTRERN_C void StackPush(ST* ps, STDataType x);
EXTRERN_C void StackPop(ST* ps);
EXTRERN_C STDataType StackTop(ST* ps);
EXTRERN_C int StackSize(ST* ps);
EXTRERN_C bool StackEmpty(ST* ps);

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(使用内联函数在.o文件符号表不会生成函数的地址),内联函数提升程序运行的效率。

一般调用函数在汇编语言中是用call来调用的

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当把Add函数设置成内联函数后,再看看汇编,想要显示出效果需要在vs2013Debug下设置

image-20240312203904395

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可以看到直接以函数的本体代替就像宏一样,但是会增加目标码的大小,会导致额外的换页行为,降低指令高速缓存装置的击中率。还有要注意的是inline只是对编译器的一个申请,不一定会采用

还有inline不建议声明的定义分离,分离会导致链接错误在小型、频繁调用的函数上,可以使用inline

小练习

A.使用inline关键字的函数会被编译器在调用处展开
B.头文件中可以包含inline函数的声明
C.可以在同一个项目的不同源文件内定义函数名相同但实现不同的inline函数

A.不一定,因为inline只是一种建议,需要看此函数是否能够成为内联函数

B. inline函数不支持声明和定义分离开,因为编译器一旦将一个函数作为内联函数处理,就会在调用位置展开,即该函数是没有地址的,也不能在其他源文件中调用,故一般都是直接在源文件中定义内联函数的

C.inline函数会在调用的地方展开,所以符号表中不会有inline函数的符号名,不存在链接冲突。

auto

自动推导类型: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 ,auto会忽略顶层的const,而底层const被保留(顶层const是指针本身是个 常量,底层const是指针指向的对象是一个常量)

int main()
{
	const int a = 10;
	auto b = a; // int 
	cout << typeid(b).name() << endl;
	//不管原来对象是不是const 要想成为const的auto 要在 auto前加上const 
    //例如 const auto b =a; 这样定义出来的b就是带const属性的
	int x = 1;
	auto a = x; //int
	auto&b = x; //int&
	auto*c = &x;//int *
	return 0;
}

auto不能使用的场景

1.不能作为函数的参数
void Add(auto a) //error 编译器无法对a的实际类型进行推导
auto b //error
2.不能用来声明数组
auto arr[]={1,2,3}; //error    

范围for

int main()
{
  
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
      //范围for这个地方必须是数组名
	for (auto e: arr) //一个一个取arr的值放到e中
	{
		cout <<" "<< e; 
	}
	cout << endl;

	//每个值加1
	for (auto&e : arr)
	{
		e++;
	}
	cout << endl;
	for (auto e : arr)
	{
		cout << " " << e;
	}
	cout << endl;
    
}

void printf_(int arr[]) 
    for(auto e:arr)//error 数组传参的时候会退化为指针,不再是数组名字
    {
        cout<<e<<endl;
    }
}

nullptr

c++中用nullptr中比null好

void f(int)
{
	cout << "f(int)" << endl;
}
void f(int *)
{
	cout << "f(int *)" << endl;
}
int main()
{
	f(NULL);// NULL = 0 调用了f(int),本意是调用f(int*)
	f(nullptr);//调用f(int *)
}

标签:函数,int,基础,c++,语法,引用,重载,inline,定义
From: https://blog.csdn.net/weixin_53425006/article/details/136663447

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