C++ 入门
我根据所学，将入门分为十个小部分。如果有秃道同袍发现不对之处，还望多多指正，感激不尽。
1.关键字：对于关键字的学习，是学习编程语言的基础，这些关键字的含义和使用方式组成了基础的语法部分，此处不列举关键字，关键字的学习是贯穿整个语法部分的学习过程的。C++98里是63个关键字，C++11中73个。（C语言中32个关键字）。
2.命名空间：命名空间的引入是为了解决命名冲突。如果把所有变量、函数、类，名字都放在同一作用域，很容易出现傻傻分不清的情况，如果将它们放在不同的作用域，就能避免冲突。比如一个家庭里，兄弟两个的名字是一样的，会出现不知道叫的是谁这样的问题，如果同名的人在不同的地方，就很容易区分了，如西安小C,南京小C，虽然都叫小C，但是能区分叫的是谁。命名空间内的内容都局限于该命名空间。
使用关键字namespace定义命名空间。
namespace N1 //N1是命名空间的名字 { //在括号内定义的变量、函数、类就是该命名空间的成员 int a = 10; int Add(int left, int right) { return left + right; } } //不加;号
命名空间可以嵌套定义
namespace N2 { int a = 5; int* a = &a; namespace N3 //嵌套的命名空间，命名空间N2内的命名空间N3 { int a = 10; int *a = &a; } }
同一作用域下的同名命名空间会合并成为一个命名空间，若它们内部存在同名成员则会出现错误。不在同一作用域下的同名命名空间不会合并为一个。
对于命名空间内的成员的使用, 第一种方式：命名空间的名字+作用域限定符
namespace N1 { int a = 10; int Add(int left, int right) { return left + right; } } int main() { int x = 11, y = 15; int sum; sum = N1::Add(x, y);
cout << N1::a << endl; return 0; }
第二种方式：使用 using将命名空间内的成员引入
using N1::a; int main() { cout << a << endl; //输出a return 0; }
第三种方式：using namespace N1;
using namespace N1; // int a //错误，此时N1的内容相当于全局变量，不可在同一作用域再有同名成员 int main() { //int a = 5; //和N1中的a不是同一作用域，可以使用，且优先使用该局部变量 cout << a << endl; //输出a cout << N1::a << endl; //有同名局部变量时，用命名空间+作用域限定符来说明使用的是哪个变量 return 0; }
3.输入与输出：cout<<标准输出（控制台），cin>>标准输入（键盘），使用时要包含头文件<iostream>,以及标准命名空间 std。某些旧版本编译器支持使用<iostream.h>头文件。
#include<iostream> using namespace std; int main() { cout << "hello world" << endl; //endl为换行 return 0; }
int main() { int a; cin >> a; //单个输入a int b; char c; cin >> b >> c; //连续输入b 和 c cout << a << endl;//单个输出a ,endl为换行 cout << a << " " << b << " " << c << endl; //连续输出a 空格 b 空格 c return 0; }
有关于输入输出的缓冲区问题此处暂时不讨论。
4.缺省参数：缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该 默认值，否则使用指定的实参。（备胎，车上放一个备用轮胎……）
几种情况如代码所示：
int Add(int left, int right) { return left + right; } int main() { int a = 5, b = 6; int c = Add(a, b); // int d = Add(); //调用的函数得形参没有给出默认值，不传递参数无法调用函数 return 0; }
int Add(int left=10, int right=11) { return left + right; } int main() { int a = 5, b = 6; int c = Add(a, b); // c 的结果为11 ，传递实参则用实参的值 int d = Add(); // d的结果为21，不传递实参则使用给出的默认值（缺省值） return 0; }
函数的每个形参都给出缺省值，称为全缺省参数。
int Add(int fir=1, int sec=3,int thr=5 ) { return fir+sec+thr; } int main() { int a = 5, b = 6,c=7; int x = Add(); // x的结果为9 int y = Add(a); // y的结果是13 int z = Add(a, b); // z的结果是16 int n = Add(a, b, c); // n的结果是18 return 0; }
可以发现函数传递参数是从形参列表的左边依次到右边。
只给函数的部分形参默认值，称为半缺省参数。
//int Add(int fir=1, int sec=3,int thr ) //编译报错 //{ // return fir+sec+thr; //} //int Add(int fir = 1, int sec, int thr) //编译报错 //{ // return fir + sec + thr; //} //int Add(int fir = 1, int sec, int thr=3) //编译报错 //{ // return fir + sec + thr; //} //int Add(int fir , int sec, int thr) //编译通过 //{ //没有给缺省值的函数 // return fir + sec + thr; //} //int Add(int fir, int sec = 3, int thr=5) //编译通过 //{ // return fir + sec + thr; //} int Add(int fir, int sec , int thr = 5) //编译通过 { return fir + sec + thr; }
由于函数参数的传递方式是从左到右，所以决定了半缺省参数，只能从右往左给出，且中间不能间隔。
缺省值必须是常量或者全局变量。 （C语言不支持缺省值）。
缺省值不能再声明和定义中同时给出，声明或者定义二者选一个地方给出。
5.函数重载：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、类型、或顺序）必须不同，用来处理功能类似，数据类型不同的问题。
int Add(int left, int right) { return left + right; } double Add(double left, double right) { return left + right; } int Add(int left, char right) { return left + right; } int main() { int a = 3, b = 5; int c = Add(a, b); cout << c << endl; double x = 11.1, y = 22.2; double z = Add(x, y); //调用整形的Add会损失精度 cout << z << endl; return 0; }
实现函数重载的原理是，底层对函数编译的时候对函数名进行了修饰，将参数列表里的内容也使用了，所以能实现重载。C语言不支持函数重载，C语言底层对函数的修饰规则是在函数名前加下划线，如add，修饰为_add。VS下对C++工程中的函数名的修饰规则：
关键字extern:外部符号引入
extern "C" 将某些函数按照C的风格来编译，在函数前加extern "C"，意思是告诉编译器， 将该函数按照C语言规则来编译。
extern "C" int Add(int left, int right) //按C语言方式编译，如果只给出声明，不给定义，会发现底层函数名为_Add { return left + right; };
6.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。（在底层引用使用指针的方式实现的。）
引用的定义方式：
int main() { int a = 10; int& ra = a; // 定义引用类型，引用与被引用的实体必须是同种类型 auto& rA = a; //可以使用auto来定义引用 return 0; }
引用的特性：
1、引用在定义的时候必须初始化，不能出现空引用。
2、一个变量可以有多个引用，但是一个引用，只能引用一个实体，并且不能再引用其它实体。
int main() { const int a = 10; //int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量 const int& ra = a; // int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量 const int& b = 10; double d = 12.34; //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同 const int& rd = d; return 0; }
引用可以作为函数形参和返回值类型。
//引用做形参 void swap(int& left, int& right) { int temp = left; left = right; right = temp; } int main() { int a = 4, b = 7; swap(a, b); //能该表外部实参 此处交换函数如果传值不能完成外实参的交换，传指针也可完成实参交换 return 0; }
//引用做返回值 int& test(int a) { a += 3; return a; }
如果函数返回时，离开函数作用域后，其栈上空间已经还给系统，因此不能用栈上的空间作为引 用类型返回。如果以引用类型返回，返回值的生命周期必须不受函数的限制(即比函数生命周期长)。
传引用的效率高于传值，因为传值要对参数进行拷贝，传引用不需要对参数进行拷贝。
引用在语法概念上，引用是一个别名，没有独立的空间，和被引用的实体是同一块空间，底层实现实际是有空间的，是按照指针的方式来实现的。
引用与指针的区别：
1.引用在定义的时候必须初始化，指针没有要求。
2.引用在引用一个实体后，不能再引用其它实体，而指针可以随时改变指向的实体（类型不变）。
3.没有NULL引用，有NULL指针。
4.在sizeof中的含义不同，引用的结果，是其引用实体的类型大小，指针始终是地址空间，一个整形大小。
5.引用做自加操作是引用的实体的增加1，指针自加是指针向后偏移一个类型大小。
6.没有多级指针，有多级指针。
7.访问实体的方式不同，对引用进行的操作就是对实体操作，编译器自己处理，指针访问实体时需要解引用。
8.引用比指针更安全，不会出现空引用。
7.内联函数：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， 内联函数提升程序运行的效率。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。内联函数是一种对编译器的建议，编译器可能不会将其编译为内联函数。
inline int Add(int left, int right) { return left + right; } int main() { int a = 4, b = 7; int c = Add(a, b); //在此处替换为函数体 cout << c << endl; return 0; }
特性：
1. inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜 使用作为内联函数。
2. inline对于编译器而言只是一个建议，编译器会自动优化，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。
3. 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。
宏的优缺点：1、增强代码的复用性。2、提高性能。
宏的缺点：1、不方便调试。2、可读性差、可维护性差，容易误用。3、没有类型安全检查，可能会出现副作。
C++中替换宏的技术：
1、常量定义，使用const修饰
2、函数定义，使用inline修饰，将函数写为内联函数
8.auto关键字
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。
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。
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的使用细则 ：
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 a = 11; auto b = a; auto c = 'c'; auto d = Add(); //auto e; //报错，使用auto定义变量时必须初始化 //auto arr[10]; //报错，auto不能定义数组 int* pa1 = &a; auto pa2 = pa1; auto* pa3 = pa1; //指针类型，*写不写都一样 int& ra1 = a; auto& ra2 = a;//引用必须加& 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 test(auto a) //报错，不能使用auto作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导 {} int main() { auto a = 1, b = 2; //auto c = 3, d = 4.0; //报错，类型必须一致 //auto arr[10]; //报错，auto不能定义数组 return 0; }
3. 为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法。
4. auto在实际中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。
5. auto不能定义类的非静态成员变量(暂不做讲)。
6. 实例化模板时不能使用auto作为模板参数(暂不做讲)。
9.基于范围的for循环
对于数组，我们的遍历方式有传统的循环和范围for循环
int main() { int array[10] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; for (int i = 0; i < 10; i++) // 传统循环 cout << array[i] << " "; cout << endl; for (auto e : array) //范围for循环，可用来遍历、循环赋值等 cout << e << " "; //范围for的使用，在STL中，迭代器的使用此处暂不讲 cout << endl; return 0; }
相比于传统循环，范围for代码更加简洁。
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。与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。
范围for的使用条件 ：
1. 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。
2. 迭代的对象要实现++和==的操作。
10.指针空值--nullptr：
在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时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 ：
int* p1 = NULL; //在C中初始化没有合法指向的指针的方式是将0赋值给指针 int* p2 = 0; //NULL是一个宏，结果是0，或者(（void*）0)
在使用空值指针的时候会遇到一些麻烦，例如重载单参的函数，将值为NULL的指针传递给函数，函数调用会不明确。
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。
为了考虑兼容性，C++11并没有消除常量0的二义性，C++11给出了全新的nullptr表示空值指针。C++11为什 么不在NULL的基础上进行扩展，这是因为NULL以前就是一个宏，而且不同的编译器厂商对于NULL的实现可 能不太相同，而且直接扩展NULL，可能会影响以前旧的程序。因此：为了避免混淆，C++11提供了 nullptr，即：nullptr代表一个指针空值常量。nullptr是有类型的，其类型为nullptr_t，仅仅可以被隐式转 化为指针类型，nullptr_t被定义在头文件中：
typedef decltype(nullptr) nullptr_t;
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好使用nullptr
