关于C++基础知识点（一）

本文主要记录C++学习初识阶段的基本知识点，其中包括：命名空间，C++的输入与输出，缺省参数，函数重载，指针与引用，内联函数，auto关键字，空指针nullptr；其中重点的的知识点为函数重载和引用。通过这些知识的学习主要为了后面C++的学习做铺垫。

一.命名空间：

1.什么是命名空间：在C/C++ 中，变量，函数以及类都是大量存在的，这些变量，函数，类的名称都存在于全局变量中，会造成命名冲突或污染；而使用命名空间的目的就在于防止命名冲突或污染，对函数，变量和类进行命名隔离的效果。
其本质就是在做名字隔离；

-------------什么叫做名字隔离？
我们知道在C语言中，对于变量的定义要求，同一作用域中不能定义同一变量，不同作用域中可以定义同一变量；
即全局变量和局部变量是可以防止冲突的；

一些情况下C的语法让人头疼；
举个栗子：

执行结果为：

------为什么该程序符合同一定义域定义不同变量还会出现报错？
因为在C程序中所定义的变量与库中的函数重定义，虽然符合C语言的定义规则，但和C库中的函数名称相冲突编译之后还是会有很大的问题；

因此在C++中可以用命名空间namespace关键字来进行名字隔离；如下程序所示：

2.命名空间的定义：定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间；
（1）普通命名空间：

namespace  std {            //std为命名空间的名称；
//命名空间的内容既可以定义变量，又可以定义函数；
int a=10;
int Add(int left,int right){ 
   return left+right;
 }
 }

（2）命名空间的嵌套：

namespace N1{
int a=10;
int b=20;
int Add(int left,int right){
   return left+right;
 }*斜体样式*
namespace N2{
int c=10;
int d=20;
int Sum(int left,int right){
  return left+right;
 }
 }

（3）同一个工程中也可以存在多个相同的命名空间，编辑器最后会合成一个命名空间；

在C++中一个命名空间就是一个新的作用域，命名空间中的所有内容都仅限作用于命名空间中；

3.命名空间的使用方法：
（1）加命名空间名称及作用域限定符：

int main(){
  printf("%d\n",std::a);     //std为命名空间名称；
  return 0;
 }

（2）使用using将命名空间成员引入；

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
int main(){
   cout<<"hello world"<<endl;        
 
 //cout为标准输出控制台；cin为标准输入控制台；必须包含头文件#include <iostream>;使用输入输出控制台不需要数据格式控制；
   return 0;
}

（3）使用using namespace命名空间命名；

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
  std::cout<<"hello world"<<std::endl;
  return 0;
}

三种写法比较：最后一种写法相对来说比较麻烦，但在一些代码中使用可能更易懂；简便一些可以写成第二种，比较实用；

二.C++的输入与输出：

首先我们要知道，输入和输出并不是C++语言中的正式组成成分；C和C++本身都没有为输入和输出提供专门的语句结构。在C语言中，输入和输出的功能是通过调用scanf函数和printf函数来实现的，在C++中是通过调用输入输出流库中的流对象cin和cout实现的。也就是说输入输出不是由C++本身定义的，而是在编译系统提供的 I/O 库中定义的；

注意：使用cin和cout时必须包含头文件 #include 以及标准命名空间名称
现在阶段我们只需要直到如何去使用就行；

三.缺省参数：

在C++的语法中缺省参数就是指一个函数的参数，其相当于一个备胎的存在；即在声明或定义函数时为函数的参数指定一个默认值，在调用函数的过程中当没有指定实参时，就调用函数参数，否则就调用实参；

缺省参数又有全缺省参数和半缺省参数之分；接下来我们通过代码来展示全缺省和半缺省的区别和定义；

全缺省参数：
程序执行结果：

当在main函数进行调用TestFunc()函数时，在没有指定实参时就调用函数默认参数；当定义了实参时就调用实参中的变量；调用的参数不同则输出的结果也不同；全缺省参数在给值时可以间隔，可以进行任意给值和调用；

半缺省参数：

程序执行结果：
半缺省参数即在函数参数定义时没有给具体默认值，所以必须要注意：
（1）半缺省值只能从左到右依次来给，不能间隔空间；
（2）半缺省参数不能在函数的声明和定义中同时存在；
此外需要注意：
（3）关于缺省值必须是常量或全局变量；
（4）缺省参数在C语言中不支持；

四.内联函数：

1.什么是内联函数？？？-----------------------------以inline修饰的函数是内联函数。
2.为什么在C++中有内联函数的概念？？
首先我们应该知道在C语言中调用一个函数必须要压栈，这样开销就会很大，使程序的运行效率降低；因此C语言中一般会用宏来替换解决压栈开销；因此有人可能会想到为什么不能用宏来解决C++中的压栈开销问题，因为宏自身也有自己的优点和缺点；（宏的优点：增强代码的复用性；提高性能；宏的缺点：由于程序在预处理阶段进行宏的替换，因此不方便调试；代码可读性差，可维护性差，容易误用；没有安全类型的检查；）所以在C++中通过inline ，const ，枚举来替换宏；而inline所修饰的函数—内联函数解决了压栈的开销，提高了程序的运行效率；

内联函数代码示例：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
inline int Add(int left,int right){
     int ret=left+right;
     return ret;
}
int main(){
int cur=Add(1,2);
cout<<cur<<endl;
return 0;
}

3.内联函数的特性：
（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。

五.auto关键字：

1.auto在C语言中也是一个关键字，但在C语言中编辑器在默认缺省的情况下所有变量都是auto，所以我们不在做过多解释；在C++语法中C++11标准给出auto不再是一个存储类型的指针，而是作为一个新的类型的指示符来指示编辑器；auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得；它的由来最初是因为python,因为python也是一个弱类型的语言,而auto也作为一个新的指示符，在后期代码的编写过程中会更方便；

注意：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。

2.auto的使用方法：
（1）与指针和引用结合起来使用：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
int main() {   
   int x = 10;    
   auto a = &x;    
   auto* b = &x;   
   auto& c = x;         //auto声明引用类型
 
   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
     } 

3.auto不能应用的场景：
（1）auto不能做函数的参数，因为如果auto做函数的形参，编辑器无法对其实参进行推导；
（2）auto不能直接用来声明数组；该数组的类型无法判断；

总结：

本文共讲了五个基础知识点：命名空间，C++的输入与输出，缺省参数，内联函数inline和C++关键字auto的用法；需要注意的是：在内联函数中C语言通常用宏来替换，而C++语法中通过inline ，const , 枚举替代宏；auto关键字在C++语法中的应用注意事项以及命名空间的写法和注意事项；

关于函数重载，C++中指针与引用的介绍以及nullptr空指针将在《关于C++基础知识点（二）》中总结介绍;