前言

C++入門是很多人頭疼的問(wèn)題，今日就與博主一同學(xué)習(xí)一些比較簡(jiǎn)單的基本概念，這些在之后很多地方的作用是十分大的。
看完之后，相信你會(huì)受益匪淺！！

一、命名空間

命名空間是什么，為什么要存在命名空間，首先我們?nèi)绻郧坝锌催^(guò)c++的代碼一定少不了這兩句。

#includeusing namespace std;

這個(gè)大家想必都看過(guò)，using在這里實(shí)際上就是展開命名空間的內(nèi)容。

命名空間就是一個(gè)域，與外界隔離，使用域當(dāng)中的東西要通過(guò)（域名+::）

當(dāng)我們要使用當(dāng)前引入庫(kù)函數(shù)當(dāng)中的函數(shù)名作為變量時(shí)，例如：如果我們引入頭文件#include,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)我們使用rand作為變量名會(huì)出錯(cuò)

這是因?yàn)槲覀價(jià)and在stdlib中是作為一個(gè)函數(shù)存在的，我們?nèi)绻祟^文件，相當(dāng)于在預(yù)處理的時(shí)候就會(huì)將頭文件展開，我們就會(huì)看到rand作為函數(shù)的聲明及實(shí)現(xiàn)。

這個(gè)時(shí)候我們就無(wú)法使用這個(gè)rand，命名空間卻能幫我們解決

從上圖可以看出，命名空間不受到其他域當(dāng)中影響，因?yàn)樵谌钟蛘归_并不會(huì)影響到命名空間。但是如果我們不展開命名空間的話，調(diào)用命名空間內(nèi)部的函數(shù)時(shí)我們都要采用域限定符，所以我們?cè)谶M(jìn)行一些日常練習(xí)時(shí)才會(huì)去進(jìn)行命名空間的展開。

需要注意的就是，如果有同名的命名函數(shù)，他們就會(huì)被合在一起。
對(duì)于命名空間，內(nèi)部也可以在嵌套定義命名空間，使用的時(shí)候也要注意加上域作用限定符。

總結(jié)：我們使用命名空間的時(shí)候可以進(jìn)行部分展開，對(duì)于常用的函數(shù)展開，這是一種折中的解決方案。

二、缺省函數(shù)

常見(jiàn)使用

在模擬順序表的初始化的時(shí)候，我們可以用缺省參數(shù)控制我們要申請(qǐng)多大的空間，如果沒(méi)有傳參數(shù)，我們可以默認(rèn)幫它設(shè)置。其中我們上面演示的為半缺省參數(shù)。

1. 半缺省參數(shù)必須從右往左依次來(lái)給出，不能間隔著給
2. 缺省參數(shù)不能在函數(shù)聲明和定義中同時(shí)出現(xiàn)

解釋第一條：因?yàn)槿绻麖淖箝_始給的話，如果我們左邊想要默認(rèn)的缺省值，就不合理了。
解釋第二條：倘若聲明和定義當(dāng)中給的缺省值不一樣，編輯器無(wú)法判斷，所以制止這種寫法,倘若要使用，則參照下圖。

三、 函數(shù)重載

3.1常見(jiàn)使用

剛剛談完的命名空間中一個(gè)域中不能出現(xiàn)重復(fù)的定義，但是c++在這里，允許了函數(shù)重載，只要函數(shù)的順序（不同類型之間），類型不同，都可以造成函數(shù)重載。

上面這三種均不造成重載，現(xiàn)在來(lái)說(shuō)明原因。原因與c++當(dāng)中為何支持函數(shù)重載有關(guān)，相信看了下面你就能明白。

3.2重載底層實(shí)現(xiàn)

提前說(shuō)明，以下為linux的解釋說(shuō)明，并且文件后綴不代表他是否為cpp文件，而是根據(jù)我們所調(diào)用的編輯器決定的。
先說(shuō)結(jié)論：是因?yàn)樗麄兊暮瘮?shù)名修飾規(guī)則不同導(dǎo)致的。

我們先來(lái)看看linux下對(duì)于c的函數(shù)名和cpp當(dāng)中的函數(shù)名在編譯階段是怎樣的，這里我們用的是objudump -S，查看我們的.o文件

我們能在這里觀察到對(duì)于linux平臺(tái)下，鏈接時(shí)我們的函數(shù)是沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何修飾的，通過(guò)這樣的函數(shù)名在鏈接的時(shí)候重定位將函數(shù)的地址再填進(jìn)去。在c中，這樣子當(dāng)我們重載的時(shí)候，兩個(gè)同名的add即便構(gòu)成重載，卻因?yàn)閮蓚€(gè)相同的add構(gòu)成了不確定導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行鏈接
而c++當(dāng)中對(duì)于函數(shù)進(jìn)行了修飾，并且它的修飾規(guī)則比較簡(jiǎn)單_Z是固定的前綴，3表示函數(shù)名的長(zhǎng)度，我們Add的長(zhǎng)度正好是3，而剩下的ii/dd則就是參數(shù)名稱。

3.3返回值不納入重載原因

那么有人可能會(huì)想，為什么設(shè)計(jì)的時(shí)候不把返回值也作為函數(shù)重載的依據(jù)呢，設(shè)想一下，假如我們?cè)诤瘮?shù)名前面假如返回值的首字母作為修飾函數(shù)名，下面這種情況是不是也是存在異議的，也就是我們底層設(shè)計(jì)的時(shí)候雖然是可以支持到函數(shù)返回值也來(lái)修飾函數(shù)名，從語(yǔ)法層面，編輯器不能通過(guò)此特征來(lái)判斷調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。

四、extren C

我們?cè)谌粘Ｖ腥绻捎胏語(yǔ)言去寫一個(gè)項(xiàng)目，如果我們要利用c++庫(kù)的話，根據(jù)上面函數(shù)重載，我們c語(yǔ)言在鏈接時(shí)通過(guò)自己的函數(shù)名是沒(méi)辦法找到對(duì)應(yīng)的c++的函數(shù)名的，而c++在c語(yǔ)言后面誕生，所以采用c++寫的項(xiàng)目，調(diào)用c的庫(kù)的時(shí)候是可以直接找到的。所以我們編寫c++的庫(kù)的時(shí)候，為了照顧到我們用純c寫項(xiàng)目的，就會(huì)在該函數(shù)的聲明處加上extern “C”，這樣c++和c都能同時(shí)調(diào)到這個(gè)函數(shù)。

比如谷歌提供tcmalloc庫(kù)中就有若干函數(shù)如此。

五、引用

5.1常見(jiàn)使用

可以看出a為b的一個(gè)引用，別名，語(yǔ)法上是不占空間的，我們通過(guò)取地址也可以看出a和b指向的都是同一塊內(nèi)存。

引用的特點(diǎn)：引用必須初始化。引用只能對(duì)一塊空間，不像指針可以轉(zhuǎn)換指向內(nèi)容。 一個(gè)變量可以有多個(gè)引用。

觀察下面代碼：

int main(){//這里是b賦值給a，還是a是b的引用呢？	int b = 10;	int& a = b;	int c = 20;	a = c;	return 0;}

答案揭曉：這里是b賦值給a。

因?yàn)槲覀兘酉聛?lái)要講到引用返回會(huì)遇到的種種情況，所以我們?cè)谶@里先講述臨時(shí)變量是一個(gè)怎樣的存在。

5.2臨時(shí)變量的作用

思考這里的ret是怎么返回回去的，在函數(shù)棧幀中提到了調(diào)用完函數(shù)之后，空間會(huì)被釋放，我們r(jià)eturn ret 的時(shí)候他是將ret返回嗎？不是的，因?yàn)閞et在Add的棧幀中，如果他返回就會(huì)造成空間的越界訪問(wèn)。那么他是如何返回的呢。

答案：當(dāng)返回的數(shù)據(jù)大小在4，8字節(jié)的情況下通常是由我們的寄存器eax帶回來(lái)，如果超過(guò)這個(gè)范圍的話，就會(huì)在main函數(shù)的棧幀中提前開設(shè)一塊跟返回值的一份臨時(shí)拷貝。臨時(shí)數(shù)據(jù)具有常性。

帶回我們的結(jié)構(gòu)體做了若干操作，我們這里不詳細(xì)講解。對(duì)上面的答案進(jìn)行簡(jiǎn)單的論證。

強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換和隱式類型轉(zhuǎn)換都是會(huì)創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)變量進(jìn)行接受的，像下面這張圖，我們的r雖然是i的引用，但是他們卻不是指向同一塊空間的，而這里的r是指向誰(shuí)了呢？就是我們的一個(gè)臨時(shí)變量，臨時(shí)變量具有常性，我們不能對(duì)他進(jìn)行修改，所以我們要添加const表示只對(duì)該變量有讀取的權(quán)限！

常引用如下：

引用不是新定義一個(gè)變量，而是給已存在變量取了一個(gè)別名，編譯器不會(huì)為引用變量開辟內(nèi)存空間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間。

引用和指針在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小（與類型有關(guān)），但指針始終是地址空間所占字節(jié)個(gè)數(shù)(32位平臺(tái)下占4個(gè)字節(jié))，即與平臺(tái)有關(guān)。

5.3引用返回常見(jiàn)錯(cuò)誤

引用有作為參數(shù)，和返回值的兩大作用，那么使用的時(shí)候返回值這塊容易犯錯(cuò)誤。

int& Add(int x, int y){	int ret = x + y;	return ret;}int main(){	int sum = Add(1, 2);	Add(3, 4);	cout << "Add(1,2): is " << sum << endl;	return 0;}

雖然上面的代碼運(yùn)行的結(jié)果是正確的，但是存在著很大的安全隱患，Add這個(gè)棧幀銷毀過(guò)后再去訪問(wèn)，倘若系統(tǒng)對(duì)于回收的空間會(huì)進(jìn)行處理的話，這塊空間上的值就是隨機(jī)值，vs2019在這塊對(duì)于回收的內(nèi)存是沒(méi)有做處理的。

知道了上面的結(jié)論，再來(lái)看下面這段代碼：只改了這一處返回值，這時(shí)候會(huì)發(fā)生什么呢？

甚至當(dāng)你在Add那塊空間被cout給覆蓋之后，ret的內(nèi)存空間甚至有可能是一些奇奇怪怪的值。

結(jié)論：對(duì)于引用返回，返回的對(duì)象必須是棧幀銷毀后還存在的。全局，靜態(tài)，未銷毀的函數(shù)棧幀當(dāng)中的都是可以的！！

5.4指針與引用

如圖：兩者底層實(shí)現(xiàn)差不多，引用是用指針模擬的。

六、內(nèi)聯(lián)函數(shù)

inline是一種以空間換時(shí)間的做法，省去調(diào)用函數(shù)額開銷。所以代碼很長(zhǎng)或者有循環(huán)/遞歸的函數(shù)不適宜 使用作為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。
inline對(duì)于編譯器而言只是一個(gè)建議，編譯器會(huì)自動(dòng)優(yōu)化，如果定義為inline的函數(shù)體內(nèi)有循環(huán)/遞歸等 等，編譯器優(yōu)化時(shí)會(huì)忽略掉內(nèi)聯(lián)。
inline不建議聲明和定義分離，分離會(huì)導(dǎo)致鏈接錯(cuò)誤。因?yàn)閕nline被展開，就沒(méi)有函數(shù)地址了，鏈接就會(huì)找不到。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)替代宏的原因

#define SWAP(T,m,n) {T s; s=m, m=n, n=s;}//#define Add(a,b) a+b//#define Add(a,b) (a+b)//#define Add(a,b) ((a)+(b))int main(){	int a = 0;	int b = 1;	//宏的本質(zhì)是替換，得看替換之后合不合理！！	//{T s; s=m, m=n, n=s;}	SWAP(int,a,b);	cout << a <<" "<< b << endl;	return 0;}

因?yàn)楹觌m然功能強(qiáng)大，但是在使用的時(shí)候缺少類型檢查，調(diào)試不方便，使用的比較別扭等因素，所以我們c++引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)，在調(diào)用的地方展開。但是對(duì)編輯器只是一種建議。
c++當(dāng)中建議用const，enum替換宏常量，內(nèi)聯(lián)函數(shù)替換宏函數(shù)。

七、nullptr

c++標(biāo)準(zhǔn)將NULL定義為0，通常情況下按照c語(yǔ)言，int* p=NULL，還是沒(méi)有錯(cuò)的，但是在下面這種情況會(huì)有異議。所以我們推薦c++當(dāng)中使用nullptr作為空指針。

總結(jié)

c++的入門就到這里啦，下一章會(huì)描述類和對(duì)象。
三連支持一下吧！！！