【C++基础语法】
C++基础语法
- 1.重载函数
- 2、引用(&)
- 3.内联函数
- 4.auto
- 5、指针空值(nullptr)
1.重载函数
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。
重载函数特点:在同一个域定义的多个同名函数,它们的参数个数不同,或类型不用,或类型顺序不同就符合C++定义的语法,跟返回值无关
<1>参数类型不同·
<2>参数个数不同
<3>参数类型顺序不同
<C++支持重载函数的原理>
1.实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成,而通过C语言阶段学习的编译链接,我们可以知道,【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】,编译后链前,a.o的目标文件中没有Add的函数地址,因为Add是在b.cpp中定义的,所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢?
2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题,链接器看到a.o调用Add,但是没有Add的地址,就会到b.o的符号表中找Add的地址,然后链接到一起。
3. 那么链接时,面对Add函数,链接接器会使用哪个名字去找呢?这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。
4. 由于Windows下vs的修饰规则过于复杂,而Linux下g++的修饰规则简单易懂,下面我们使用了g++演示了这个修饰后的名字。【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】
采用C语言编译器编译后结果
结论:在linux下,采用g++编译完成后,函数名字的修饰发生改变,编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。
采用C++编译器编译后结果
结论:在linux下,采用g++编译完成后,函数名字的修饰发生改变,编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。
6. 通过这里就理解了C语言没办法支持重载,因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分,只要参数不同,修饰出来的名字就不一样,就支持了重载。
7. 如果两个函数函数名和参数是一样的,返回值不同是不构成重载的,因为调用时编译器没办法区分。
8.函数在声明和定义分离时,缺省参数在声明给,不要在定义给,不然会报错
9.命名空间补充。命名空间展开之后,现在局部域查找,在到全局域和展开的命名空间域查找
2、引用(&)
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。
swap应用
1. 引用在定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用
3. 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
面试题如下
int main()
{//权限的平移int x = 0;int& y = x;//权限的缩小,可以const int& z = x;//z++; //z只能读,不可以写操作y++;//权限的方法//m只读//n变成我的别名,n的权限是可读可写//权限的放大,不可以const int m = 0;//int& n = m;const int& n = m; //这样同等级就可以了//可以,不是权限的放大//m拷贝给p,p的修改不影响mint p = m;//权限的放大//p1可以修改,*p1不可以,const修饰的是*p1const int* p1 = &m; //const 修饰的是*p1,*p1的内容不可改变//p1++; //p1++可以,只是把地址+1//int* p2 = p1; //不可以,把m的地址给p2,可以通过p2修改m的内容,属于权限的放大//权限的缩小int* p3 = &x;const int* p4 = p3; //这个const修饰的是(*p4),不可以通过(*p4)来修改x的内容,其他可以x = 4; //不报错
//权限可以平移/缩小 不能放大
double d = 13.34;//类型转换
int i = d; //有double 转换成int会产生临时变量,临时变量赋给i,临时变量具有常性//int& r1 = d;
const int& r1 = d;int x = 0, y = 1;
const int& r2 = x + y; //临时变量具有常性 ,x+y产生临时变量,常性临时变量传给r2;return 0;
}
传值,传引用的效率比较
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,因此用值作为参或者返回值类型,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。
引用和指针的区别
在语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。
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
int main()
{int a = 10;int& ra = a;ra = 20;int* pa = &a;*pa = 20;return 0;
}
int a = 10;
mov dword ptr [a],0Ah
mov:操作码,表示数据移动指令。
dword ptr:操作数大小前缀,指定操作数为双字(32位)。 [a]:内存操作数,表示变量a的内存地址。
0Ah:立即数,十进制值为10(十六进制0xA)。
int& ra = a;
lea eax,[a]
mov dword ptr [ra],eax
lea eax, [a]
操作码:lea(Load Effective Address)用于计算内存操作数的有效地址,但不进行实际的内存访问。 操作数:eax
是目标寄存器,[a] 是源操作数(内存地址符号)。 功能:将符号 a 对应的内存地址(而非该地址存储的值)加载到 eax 寄存器。例如,若
a 的地址为 0x00400000,执行后 eax = 0x00400000。
mov dword ptr [ra], eax
操作码:mov 用于数据转移。 操作数:dword ptr [ra] 是目标操作数(32位内存引用),eax 是源操作数。 功能:将 eax 中的值存入 ra 寄存器指向的内存地址。假设 ra 值为 0x00400000,则指令会将 eax 的内容写入内存地址 0x00400000开始的 4 字节(dword)。
ra = 20;
mov eax,dword ptr [ra]
mov dword ptr [eax],14h
int* pa = &a;
lea eax,[a]
mov dword ptr [pa],eax
*pa = 20;
mov eax,dword ptr [pa]
mov dword ptr [eax],14h
引用和指针的不同点:
1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
2. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
3. 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
4. 没有NULL引用,但有NULL指针
5. 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(32位平台下占4个字节)
6. 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
7. 有多级指针,但是没有多级引用
8. 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
9. 引用比指针使用起来相对更安全
3.内联函数
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。
1. 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。
2. 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。
4.auto
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。
int TestAuto()
{return 10;
}
int main()
{int a = 10;auto b = a;auto c = 'a';auto d = TestAuto();cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;cout << typeid(d).name() << endl;return 0;
}
typeid函数概述
typeid是C++中的一个运算符,用于获取对象的运行时类型信息(RTTI,Run-Time Type Identification)。它返回一个std::type_info对象的引用,包含类型名称、哈希值等,常用于动态类型检查。
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。
auto使用细则
1. auto与指针和引用结合起来使用,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;auto* b = &x;auto& c = x;cout << typeid(x).name() << endl;cout << typeid(a).name() << endl;cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;*a = 20;*b = 30;c = 40;return 0;
}
2. 在同一行定义多个变量
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
}
auto不能推导的场景
1. auto不能作为函数的参数
2. auto不能直接用来声明数组
范围for使用
auto x 可以改成int x,这儿auto推导成int类型。
5、指针空值(nullptr)
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:
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。
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。
注意:1. 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。
2. 在C++11中,sizeof(nullptr) 与 sizeof((void)0)所占的字节数相同。
3. 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。