【C++】命名空间、缺省参数、函数重载、引用

05-14 1117阅读

文章目录

1.认识命名空间
2.命名空间的使用
3.C++的输入和输出
4.缺省参数
- 4.1缺省参数的概念
- 4.2缺省参数的分类
- 5.函数重载
- 6.引用
- - 6.1引用的概念
  - 6.2引用的特性
  - 6.3常引用(重点题目)
  - 6.4引用和指针的区别
    1.认识命名空间
    
    C++总计63个关键字，C语言32个关键字
    
    下面让我们学习一下第一个关键字namespace
    
    首先，我们来看下面的代码
    
    我们定义了一个名为 rand 的全局变量，此时可以正确的打印出来。
    
    当我们引用了这个头文件时，我们发现此时代码就会报错，如下图。
    我们都知道，rand是一个产生随机数的函数名，此时该名称与我们定义的全局变量命名发生了冲突，编译器就不知道选哪个了。
    然而，C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题，所以C++提出了namespace来解决
    
    使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。
    
    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，{}中即为命名空间的成员。
    
    命名空间有几种使用方式：
    1. 正常的命名空间定义
```
//aim 是命名空间的名字，实际中一般以项目名称命名
namespace aim1
{
	int rand = 10;
}
```
    1. 嵌套定义
```
namespace aim1 //命名空间1
{
	int rand = 10;
	namespace aim2//命名空间2
	{
		int rand = 20;
	}
}
```
    1. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中
    两个文件中的同名命名空间最后会进行合并，因此会出现重定义问题。
    
    注意：一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中
    
    2.命名空间的使用
    
    使用命名空间解决访问冲突的问题后，我们发现仍然访问不到它，此时rand使用的依然是rand函数，打印出来函数的地址。
    
    下面就来介绍一下命名空间是如何访问的，有3种方式：
    1. 加命名空间名称及作用域限定符
    作用域限制符就是两个冒号，此时我们就可以访问到定义的变量了
    1. 使用using将命名空间中某个成员引入
    using是我们学习的第二个关键字
    
    
    我们发现，只有被引入的成员才可以被访问，其它成员依旧不可以。若想访问其它成员，也需要将其引入
    1. 使用using namespace 命名空间名称引入
    此时我们发现，a变量可以访问了，然而rand又出现了问题。什么原因呢？
    
    我们知道，编译器的默认查找是：
    a. 当前局部域
    b. 全局域
    b. 到展开的命名空间中查找
    
    此时我们的全局域中和命名空间中都有rand，显然不知道选哪一个，此时我们就需要指定了。因此使用第三种方式时要慎重，不然就是自找麻烦
    
    此时我们就可以发现，若某一成员需要经常使用，可以将其引入；对于不常使用的成员，可以使用命名空间加作用域限定符。
    很显然，引入了成员后使用更加方便。
    
    自己在学习中遇到的问题：为什么使用命名空间中的宏时不需要指定？
    宏定义是在编译时预处理阶段完成的，而命名空间是在编译时进行名称空间分配和解析的。在预处理阶段，编译器并不知道命名空间的存在，所以它无法对命名空间进行解析，因此也就无法指定命名空间。
    当使用命名空间内的宏时，编译器会在预处理阶段将宏展开成相应的代码，而展开后的代码中不包含命名空间，因此不需要指定命名空间。
    
    3.C++的输入和输出
    - 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含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，他们都包含在包含头文件中。
      - 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
        浮点数输出时，也不会像scanf 那样默认小数点后6位；它是原样输出。
        
        输入时，也不需要取地址了
        
        
        std命名空间的使用惯例：
        std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理呢？
        
        在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
        using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模大，就很容易出现。所以在项目开发中建议使用像 std::cout这样使用时指定命名空间或 using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
        4.缺省参数
        
        4.1缺省参数的概念
        
        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。
        
        4.2缺省参数的分类
        
        全缺省参数
        
        2. 半缺省参数
        
        
        
        注意：
        
        半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给。
        
        缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
        如果声明与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该用那个缺省值
        
        
        缺省值必须是常量或者全局变量
        5.函数重载
        
        C语言是不支持同名函数存在的，C++支持。
        
        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(参数的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。
        
        参数类型不同
        
        
        参数类型的顺序不同
        
        
        参数的个数不同
        
        
        注意：
        
        同一作用域中，同名函数要想同时存在，必须满足重载的规则。
        不同作用域，可以有同名函数
        返回值是不构成重载的（返回值不像参数，编译器对它是无法区分的，它也不是必须的）
        重载的规则是针对于参数的类型和个数，与参数的名称无关、参数缺省无关
        为什么C++支持重载，C语言不支持？
        
        因为在程序进行链接的时候，是使用函数名去找地址的，如果声明和定义分离，C语言是直接使用函数名去找，区分不开。
        C++使用函数名修饰规则，可以区分。
        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，它们的地址是一样的。
        
        定义方式：类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
        
        注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
        
        
        引用就是祖师爷本贾尼觉得C语言指针不好才搞得，下面的代码就比指针方便的多。
        
        6.2引用的特性
        
        引用在定义时必须初始化
        一个变量可以有多个引用
        引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
        引用在定义时必须初始化
        
        
        一个变量可以有多个引用
        int main() { int x = 10; //一个变量多个引用 int& a = x; int& b = x; int& c = x; int& d = x; return 0; }
        
        引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
        下面的代码中是将a变成y的别名？还是将y赋值给a呢？
        很显然，它是将y赋值给了a
        
        6.3常引用(重点题目)
        
        void TestConstRef() { 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，d为常量 const int& rd = d; }
        
        权限的平移
        int main() { const int m = 0; //权限的放大 //int& n = m; //error m的权限是可读，n的权限是可读可写的 //权限的平移 const int& n = m;//可以 //可以，不是权限的放大 //只是将m的值拷贝给x，x的修改不影响p int x = m; return 0; }
        
        权限的缩小
        
        
        权限的放大（错误、易错）
        int main() { const int m = 0; //cosnt修饰指针，左定值，右定向 //p1可以修改，*p1不可以，const修饰的是*p1 const int* p1 = &m; p1++; //权限的放大，不可以 //int* p2 = p1; //易错 //权限平移，可以 const int* p2 = p1; return 0; }
        
        总结：值之间没有权限的放大和缩小的概念，只是一个拷贝；指针与引用有权限放大与缩小的概念，权限只可以缩小，不可以放大
        
        6.4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 x = 0; int& y = x; y = 10; int n = 10; int* p = &n; *p = 20; return 0; }
        
        我们来看引用和指针的反汇编对比
        
        
        引用和指针的不同
        
        引用概念上定义一个变量的别名，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(32位平台下占4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