结果如下：
那么这两行代码究极是干嘛的呢？
说明：
- 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，c代表控制台，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
- cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含< iostream >头文件中。
- <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
- 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型。
举例子：
int main()
{
//特点：自动识别类型
int i;
double d;
// >> 流提取：提取数据放到i、d中 in代表提取、c代表控制台
cin >> i >> d;//
// << 流插入:提取到的数据插入到控制台里
cout << i << endl;
//cout << d << 'n'; //endl 代表换行 等价与“n”
cout << d << endl;
//关于精度的c++太麻烦，c++可以兼任c的，所以还是可以用c的
return 0;
}
结果如下：
究竟是使用C还是cpp的输入输出方式，取决于哪个更加方便❓
cout和cin也可以控制输出数据的精度、按照格式去输出进制格式等，但是实现起来比较复杂，主要是因为C++兼容C语法，这些用的又不是很多，就不展开学习了。后续如果有需要，再配合文档学习一下。
- 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识，这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还有有一个章节更深入的学习IO流用法及原理。
注意：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)中还支持格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式。
4.缺省参数（备胎）
4.1 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缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。（省流：没有实参就取缺省值）
#include
using namespace std;
void Func(int a = 0)
{
cout<
Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值
Func(10); // 传参时，使用指定的实参
return 0;
}
4.2 缺省参数分类
1. 全缺省参数
//全缺省参数
void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
TestFunc();// 没有传参时，使用参数的默认值
TestFunc(1);//从左往右给，传给第1个参数，第2、3个参数缺省用默认值
TestFunc(1, 2); // 传参时，使用前两个指定的实参
TestFunc(1, 2, 3); //都使用指定实参
//TestFunc(,,1);这样不可以，也没有为什么，因为语法是规定死的，我们只能学习，不能更改人家规定
return 0;
}
- 注意传值默认从左向右依次给,很多人会好奇为什么要这样，但是要注意的是我们是在学习别人的语法，在用别人规定好的东西，我们当然可以吐槽什么的，但是如果不想用这种语法，完全可以去开发一种语言比如X语言？
- 半缺省参数
- 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给，看下面的例子
//半缺省
void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20) //必须从右往左连续缺省，不能间隔
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl <
//要传的放在前边，爱传不传的放在后边
TestFunc(1);//这第一个参数必须传
TestFunc(1, 2);
TestFunc(1, 2, 3);
//不能这样TestFun(,,1) 原因很简单，因为这不叫C++
return 0;
}
3. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，推荐放在声明里 声明是大哥（好比不知道是妈妈当家说话还是爸爸当家说话一样哈哈哈）
举例：
#include
#include
struct Stack
{
int* a;
int top;
int capacity;
};
//部分缺省
void StackInit(struct Stack* ps,int capacity = 4)
{
ps->a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
ps->top = 0;
ps->capacity = capacity;
}
int main()
{
struct Stack st;
StackInit(&st);//不知道栈最多存多少数据，就用缺省值初始化
StackInit(&st, 100);//知道我一定会插入100个数据，就可以显示传参数100，提前开好空间，插入数据避免扩容，这样可以减少增容次数，提高效率
return 0;
}
5.函数重载
自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前
者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！”
5.1 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 类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。
#include
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}
结果如下：
下面思考一下这两个函数支持冲载吗？
short Add(short left, short right)
{
return left + right;
}
int Add(short left, short right)
{
return left + right;
}
答案：❌不能，函数重载和返回值不同没有关系❗ 是与参数的不同有关，这里不要搞混了哈
函数重载的意义就是让用的很方便，就像在用同一个函数一样
5.2 C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)和extern “C”
这部分要单独写一篇文章，8月中更新，不鸽
6.引用
6.1 引用的概念
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。
比如：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"。
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体
void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%pn", &a);
printf("%pn", &ra);
}
通过监视窗口我们可以看到—— a和b的地址相同
所以我们知道原来引用只是对原来的空间起了个“花名”
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
6.2 引用特性
-
引用在定义时必须初始化
好比：你要给谁起别名，这个谁要先说戳来
-
一个变量可以有多个引用
好比：一个人有多个外号
int main()
{
// 一个变量可以有多个引用 —— 好比一个人可以有很多个外号一样
int a = 0;
int& b = a; //引用， 在类型和变量之间
int& c = a;
int& d = b;
}
- 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
好比：引用是一个老实人，一旦和一个人结婚就一定终身了，但是指针可以解引用（可理解成离婚）所以指针就是一个渣男❗
思考 b是x的别名呢？ 还是x赋值给b呢？
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
int x = 20;
b = x;
return 0;
}
通过调试后看到，很明显是赋值了，地址都没改动
6.3 常引用
我们知道，const修饰只读，引用修饰读和写
const引用
- 权限扩大❌
const int a = 10;//只读
int& b = a;//编译器报错 - 权限扩大 - int可读可写
- 权限缩小 ✅
int c = 10;//可读可写
const int& d = c;//d是c的别名，缩小成只读 —— 权限缩小
- 权限平移✅
const int a = 10;
const int& b = a;//权限不变
接下来再看看这个例子⚡
int main()
{
int ii = 1;
double dd = ii;
//int& rdd = ii; //编译出错
const double& rdd = ii; //编译通过
return 0;
}
隐式类型转换会产生临时变量（有常属性相当于const）因为不能发生权限变大，引用要加上const
小小的总结：const有很强的接收度（const type&）——通吃，可以接收任意类型的对象
✨const的权限放大和缩小只在指针和引用奏效
因此，如果使用若函数中不改变参数n，那么建议使用const &传参 涉及到权限不能放大的问题
void fun2(const int& n)
6.4 使用场景
1.做参数
void Swap(int& r1, int& r2)
{
int tmp = r1;
r1 = r2;
r2 = tmp;
}
int main()
{
int x = 10;
int y = 20;
//这里相当于把本身传了过去
Swap(x, y);//传引用
printf("a = %d,b = %dn", x, y);
return 0;
}
上述的调用方法就是在传引用做输出型参数， r1，r2就是x，y的别名
这样不就是指针的用法吗？
我们举个例子：
以SListPushBack这个函数为例传引用来改造一下，其中phead是plist的别名，改变phead就是在改变plist，这样就没有指针那样“复杂”
2.做返回值
传值返回：生成一个返回对象的copy作为函数调用的返回值
我们平时见的最多的就是传值返回
特点：返回值是在函数栈桢销毁之前，copy一份放在临时变量中，所以Count里的是n的拷贝
如果是static ，变量就会被放在静态区、栈帧都在堆区，但是编译器没有这么聪明，他还是会copy一份
按照上面的动画演示来看，Count栈帧都已经销毁了，仍然取n的返回值，那如果n被清成随机值？很明显有问题
- 若n比较小(4/8byte)，一般是寄存器充当临时变量
- 若n比较大，临时变量存放在调用层函数(main)的栈桢中
传引用返回：返回n（返回对象）的别名
int& Count()
{
int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
int main()
{
int ret = Count();
return 0;
}
传引用返回，return c; 即是返回c的引用，ret就是c的别名（引用）。
❌你看出来这段代码是有问题的了吗？因为引用返回的这种返回方式，并没有生成c的拷贝（引用这样减少拷贝[大对象 + 深拷贝对象]，可以很好的提高性能），而是直接返回c的引用，作为ret的别名。然而Add函数栈桢已经销毁了，还回去访问c的空间，就发生了非法访问（越界）
但我们发现还是能正常打印，越界就一定报错吗，犯罪一定会被抓吗？
- 这种情况下，如果c空间没被覆盖，ret还能侥幸拿到所谓"正确"的值；如果清理了空间，ret拿到的就是随机值（取决于编译器）
所以我们总结出一个结论❗：
- 綾 如果函数返回值，出了作用域，如果返回对象未还给系统（全局变量），则可以引用返回；如果已经还给系统了（局部变量），则必须使用传值返回，不能返回局部变量的引用（随机值）
所以在日常中很少使用传引用返回，但是在类和对象中有大用途，后面慢慢讲
为此我们还可以把 n 置为全局变量 ：+static
int& Count()
{
static int n = 0;//static
n++;
// ...
return n;
}
int main()
{
int ret = Count();
cout << ret << endl;
return 0;
}
例：我们改一个函数加深一下对传引用返回的好处
int& SLAt(SL& s, int pos)
{
assert(pos >= 0 && <= s.size);
return s.a[pos];
}
我们调用这个函数，销毁函数之后，sl的空间不会被销毁，因为sl是malloc出来的，所以是在堆上的
总结：
- 前提：出了作用域，返回对象还在的
- 使用场景
1️⃣做参数————输出型参数 、✨大对象传参，提高效率
2️⃣做返回值————输出型返回对象，调用者可以修改返回对象 ✨减少拷贝，提高效率
6.5 传值、传引用效率比较
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，对比来看，引用可以提高能效
话不多说下面我们来测试一下：
#include
//全局变量
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {} //传值 ~ 生成拷贝
void TestFunc2(A& a) {}//引用别名
void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++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 < 100000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = 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;
}
调用10000次的结果⚡
引用做参数如此，做返回值就不用我多说了吧
6.6 引用和指针的区别
以下的建议不要背，要去理解，理解透了看一眼就好⚡
- 引用概念上定义一个变量的别名（引用没开空间）、指针存储一个变量地址。
- 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
- 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
- 没有NULL引用，但有NULL指针
- 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(占4个字节/ 8个字节)
- 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
- 有多级指针，但是没有多级引用
- 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
- 引用比指针使用起来相对更安全
綾了解一下即可，用的时候不要想底层实现
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
我们来看下引用和指针的汇编代码对比：
发现是引用和指针在底层实现是一样的，但语法上不一样
好比同一条流水线生产出来的鞋子，一种卖1000块钱，一种卖100块，但解刨来看居然是同一家厂商做出来的哈哈哈生动吧 这样就好理解了
7.内联函数
我们对于短小的函数（1~10行） 频繁的调用就要不断开创栈帧，这些都是有消耗的，那么我们怎么样优化呢?
C语言：宏 C++：内联函数（inline）
我们知道C++是大佬觉得c语言写的不够好才创出了内联
接下来我们先回顾一下宏：
#define ADD(a,b) ((a)+(b))//要注意每一个括号的含义
int main()
{
cout << ADD(1, 2) << endl;
return 0;
}
//括号用的场景
// ADD(1, 2) * 3;// ((1)+(2))*3 外面的括号
// ADD(x | y, x & y);// ((x | y)+(x & y)) 里面的括号————运算符的优先级
优点：增强代码的复用性、 提高性能。
缺点：
- 导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
- 不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
- 没有类型安全的检查 。
那么我请来了宏的大哥
7.1 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，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。
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
查看方式：
- 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开(因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化，以下给出vs2013的设置方式)
可以看见内联函数，没有调用而是直接展开
7.2 内联函数特性
-
inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率
-
inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(取决于编译器内部实现)。如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等，编译器优化时会忽略掉内联。
-
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，链接就会找不到，一般建议在定义中放内联
// F.h
#include
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
8. auto关键字(C++11)
8.1 类型别名思考
8.2 auto简介
在早期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，但遗憾的是一直没有人去使用它，大家可思考下为什么？
C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：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
可以自动推导类型
ps：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。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。
8.3 auto的使用细则
- 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&
int main()
{
int x = 10;
auto a = &x; //int*
auto* b = &x; //int* 强调一定要传指针
auto& c = x; //int 强调c是一个引用 c是x的别名
cout << typeid(a).name() << endl;
cout << typeid(b).name() << endl;
cout << typeid(c).name() << endl;
*a = 20;
*b = 30;
c = 40;
return 0;
}
- 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
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
}
8.4 auto不能推导的场景
- auto不能作为函数的参数
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
void TestAuto(auto a)
{}
- auto不能直接用来声明数组
auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等
进行配合使用。
9. 基于范围的for循环(C++11)
9.1 范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
{
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
C ++ 的大佬又看不惯上面的方法，开创了范围for，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。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。
看下面的代码：范围for：綾自动依次取arr的数据，赋值给e，并且自动迭代，自动判断结束綾
//C++11
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
那么我们怎么样给改变数组的元素呢？
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (auto e : arr)
{
e++;
}
for (auto e : arr)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
发现数组元素并没有发生改变
对此我们可以现学现卖——引用，e就是arr数组中每个元素的别名
9.2 范围for的使用条件
- 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
void TestFor(int arr[])
{
for(auto& e : arr)
cout<< e <
- 迭代的对象要实现++和==的操作（关于迭代器这个问题，以后会讲）
10. 指针空值nullptr(C++11)
10.1 C++98中的指针空值
在良好的C/C++编程习惯中，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，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下方式对其进行初始化：
void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;
// ……
}
但NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
可以看到，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，比如：
void f(int)
{
cout<<"f(int)"<
cout<<"f(int*)"<
f(0);
f(NULL);
f((int*)NULL);
return 0;
}
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。
这就是因为在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。
10.2 nullptr
为了补上这个坑，我们就不再使用null了，用nullptr
int* p3 = nullptr;
注意：
- 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。
- 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
- 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。
写在最后
- 能看到这里的都是棒棒哒！
- 想必以上知识点是C++中比较基础但是很重要的部分了，如果认真看完以上部分，肯定有所收获。
- 接下来我还会继续写关于《类和对象》等…
- 如有错误可以尽管指出
- 磊想学吗？我教你啊磊
- 觉得博主写的还不错的可以一键三连撒
