c++基础学习笔记——04-c++day01

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04-c++day01

目录：
一、C++概述
1、C++简介
2、可移植性和标准
二、C++初识
1、练习1：hello world
2、面向对象
3、面向对象三大特性
练习2：双冒号作用域运算符
练习3：namespace命名空间
练习4：using声明和using编译指令
三、C++对C扩展
1、C++对C语言增强
2、C++对C语言增强——const
3、const分配内存情况
4、尽量以const替换#define
 四、引用
1、引用的基本语法以及注意事项
2、参数的传递方式
3、引用的注意事项
4、引用的本质
5、指针的引用
6、常量引用
五、总结

C++程序模板

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

void test()
　　{

　　}

int main()
{
    test();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

一、C++概述

1、C++简介

“c++”中的++来自于c语言中的递增运算符++，该运算符将变量加1。c++起初也叫”c with clsss”.通过名称表明，c++是对C的扩展，因此c++是c语言的超集，这意味着任何有效的c程序都是有效的c++程序。c++程序可以使用已有的c程序库。

库是编程模块的集合，可以在程序中调用它们。库对很多常见的编程问题提供了可靠的解决方法，因此可以节省程序员大量的时间和工作量。

 c++语言在c语言的基础上添加了面向对象编程和泛型编程的支持。

---

 c语言和c++语言的关系:

c++语言是在C语言的基础上，添加了面向对象、模板等现代程序设计语言的特性而发展起来的。两者无论是从语法规则上，还是从运算符的数量和使用上，都非常相似，所以我们常常将这两门语言统称为“C/C++”。

C语言和C++并不是对立的竞争关系：

1)C++是C语言的加强，是一种更好的C语言。

2)C++是以C语言为基础的，并且完全兼容C语言的特性。

c语言和C++语言的学习是可以相互促进。学好C语言，可以为我们将来进一步地学习C++语言打好基础，而C++语言的学习，也会促进我们对于C语言的理解，从而更好地运用C语言。

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 2、可移植性和标准
c++98——>（修订）c++98/c++2003——>c++11

二、C++初识

1、练习1：hello world

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
　　//#include<iostream>标准输入输出流 in输入 out 输出
using namespace std;//使用命名空间std 打开一个叫std房间

//函数入口地址
int main()
{
    //cout标准的输出
    // << 左移运算符
    //endl 结束换行
    cout << "hello world" << endl;
    
    system("pause");//阻塞功能
    return EXIT_SUCCESS;//返回正常退出
}

问题1：c++头文件为什么没有.h？

在c语言中头文件使用扩展名.h,将其作为一种通过名称标识文件类型的简单方式。但是c++得用法改变了，c++头文件没有扩展名。但是有些c语言的头文件被转换为c++的头文件，这些文件被重新命名，丢掉了扩展名.h(使之成为c++风格头文件)，并在文件名称前面加上前缀c(表明来自c语言)。例如c++版本的math.h为cmath.

由于C使用不同的扩展名来表示不同文件类型，因此用一些特殊的扩展名(如hpp或hxx)表示c++的头文件也是可以的，ANSI/IOS标准委员会也认为是可以的，但是关键问题是用哪个比较好，最后一致同意不适用任何扩展名。

问题2：using namespace std 是什么?

namespace是指标识符的各种可见范围。命名空间用关键字namespace 来定义。命名空间是C++的一种机制，用来把单个标识符下的大量有逻辑联系的程序实体组合到一起。此标识符作为此组群的名字。

问题3：cout 、endl 是什么？

cout是c++中的标准输出流，endl是输出换行并刷新缓冲区。

2、面向对象

面向对象编程（Object-Oriented Programming）简称 OOP 技术，是开发计算机应用程序的一种新方法、新思想。过去的面向过程编程常常会导致所有的代码都包含在几个模块中，使程序难以阅读和维护。在做一些修改时常常牵一动百，使以后的开发和维护难以为继。而使用 OOP 技术，常常要使用许多代码模块，每个模块都只提供特定的功能，它们是彼此独立的，这样就增大了代码重用的几率，更加有利于软件的开发、维护和升级。

在面向对象中，算法与数据结构被看做是一个整体，称作对象，现实世界中任何类的对象都具有一定的属性和操作，也总能用数据结构与算法两者合一地来描述，所以可以用下面的等式来定义对象和程序：

对象 = 算法 + 数据结构

程序 = 对象 + 对象 + ……

3、面向对象三大特性

》封装

把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。

类将成员变量和成员函数封装在类的内部，根据需要设置访问权限，通过成员函数管理内部状态。

》 继承

继承所表达的是类之间相关的关系，这种关系使得对象可以继承另外一类对象的特征和能力。

继承的作用：避免公用代码的重复开发，减少代码和数据冗余。

》多态

多态性可以简单地概括为“一个接口，多种方法”，字面意思为多种形态。程序在运行时才决定调用的函数，它是面向对象编程领域的核心概念。

练习2：双冒号作用域运算符

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

int atk = 200;
void test01()
{
    int atk = 100;
    
    cout << "攻击力为：" << atk << endl;
    //双冒号 作用域运算符 ::全局作用域
    cout << "全局攻击力为：" << ::atk << endl;
}
15 
int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

练习3：namespace命名空间

namespace的使用.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include"game1.h"
#include"game2.h"

using namespace std;

//namespace命名空间主要用途 用来解决命名冲突的问题
void test01()
{
    LOL::goAtk();
    KingGlory::goAtk();
}

//1.命名空间下 可以放函数、变量、结构体、类
namespace A
{
    void func();
    int m_A = 20;
    struct Person
    {
    };
    class Animal{};
    namespace B
    {
        int m_A = 10;
    }
}
//2.命名空间必须定义在全局作用域下
//3.命名空间可以嵌套命名空间

void test02()
{
    cout << "作用域B下的m_A为：" << A::B::m_A << endl;
}

//4.命名空间是开放的，可以随时在原先的命名空间添加内容
namespace A //此A命名空间会和上面的命名空间A进行合并
{
    int m_B = 1000;
}

void test03()
{
    cout << "A::下的m_A为：" << A::m_A << "m_B为：" << A::m_B << endl;
}

//5.无名/匿名命名空间
namespace
{
    int m_C = 0;
    int m_D = 0;
}
//当写了无名命名空间，相当于写了static int m_C,static int m_D（即只能在当前文件中使用）

//6.命名空间可以起别名
namespace veryLongName
{
    int m_A = 0;
}
void test04()
{
    //起别名
    namespace veryShortName = veryLongName;
    cout << veryLongName::m_A << endl;
    cout << veryShortName::m_A << endl;
}


int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

game1.h

#include<iostream>
using namespace std;

namespace LOL
{
    void goAtk();
}

game1.c

#include "game1.h"

void LOL::goAtk()
{
    cout << "LOL攻击实现" << endl;
}

game2.h

#include<iostream>
using namespace std;

namespace KingGlory
{
    void goAtk();
}

game2.c

#include"game2.h"

void KingGlory::goAtk()
{
    cout << "王者农药攻击实现" << endl;
}

练习4：using声明和using编译指令

 using声明和using编译指令.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

namespace KingGlory
{
    int sunwukongId = 10;
}

void test01()
{
    int sunwukongId = 20;
    
    //using声明
    //写了using声明后，下面这行代码说明以后看到的sunwukongId是用KingGlory下的
    //但是 编译器又有就近原则
    //二义性
    //using KingGlory::sunwukongId;
    
    cout << sunwukongId << endl;
}

//using编译指令
namespace LOL
{
    int sunwukongId = 30;
}


void test02()
{
    //int sunwukongId = 20;
    //using编译指令
    using namespace KingGlory;//打开王者荣耀房间
    using namespace LOL;//打开LOL房间
    //如果打开多个房间，也要避免二义性问题
    cout << sunwukongId << endl;
}

int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

三、C++对C扩展

1、C++对C语言增强

C语言代码——C++对C语言的增强C语言.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

//1.全局变量检测增强
int a;
int a = 10;

//2.函数检测增强
int getRectS(w, h)
{
}
void test02()
{
    getRectS(10, 10, 10);
}

//3.类型转换检测增强
void test03()
{
    char* p = malloc(sizeof(64));//malloc返回值是void*
}

//4.struct增强
struct Person
{
    int m_Age;
    //void plusAge();//C语言中struct不可以加函数
};
void test04()
{
    struct Person p1;//C语言使用时候必须加入struct关键字
}

//5.bool类型增强 C语言中没有bool类型
//bool flag;

//6.三目运算符增强
void test06()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    
    printf("ret = %d
", a > b ? a : b);
    
    //a > b ? a : b = 100;//相当于20=100，C语言返回的是值
    
    //C语言中想模仿C++写
    *(a > b ? &a : &b) = 100;
    printf("a = %d,b = %d
", a, b);
}

//7.const增强
const int m_A = 10;//全局只读区，受到保护，不可以修改
void test07()
{
    //m_A = 100;
    const int m_B = 20;//伪常量
    //m_B = 100;
    int* p = (int*)&m_B;
    *p = 200;
    printf("*p = %d, m_B = %d
", *p, m_B);
    
    //int arr[m_B];不可以初始化数组
}

int main(){

    test02();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

C++代码——C++对C语言的增强C++语言.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

//1.全局变量检测增强
//int a;
int a = 10;

//2.函数检测增强，参数类型增强，返回值检测增强，函数调用参数检测增强
int getRectS(int w, int h)
{
    return w*h;
}

void test02()
{
    getRectS(10, 10);
}

//3.类型转换检测增强
void test03()
{
    char* p = (char*)malloc(sizeof(64));//malloc返回值是void*
}

//4.struct增强
struct Person
{
    int m_Age;
    void plusAge(){m_Age++;};//C++中struct可以加函数
};
void test04()
{
    Person p1;//C++使用时候可以不加struct关键字
    p1.m_Age = 10;
    p1.plusAge();
    cout << p1.m_Age << endl;
}


//5.bool类型增强 C++中有bool类型
bool flag = true;//只有真或假 true代表真（非0） false代表假（0）
void test05()
{
    cout << sizeof(bool) << endl;//1个字节
    
    flag = 100;
    //bool类型 非0转为1，0就转为0
    cout << flag << endl;
}

//6.三目运算符增强
void test06()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    
    cout << "ret = " << (a > b ? a : b) << endl;
    
    (a > b ? a : b) = 100;//b = 100，C++中返回的是变量
    
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

//7.const增强
const int m_A = 10;//全局只读区，受到保护，不可以修改
void test07()
{
    //m_A = 100;
    const int m_B = 20;//真正常量
    //m_B = 100;
    int* p = (int*)&m_B;
    *p = 200;
    cout << "*p = " << *p << endl;
    cout << "m_B = " << m_B << endl;

    
    int arr[m_B];//可以初始化数组
}

int main()
{
    test02();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

解释（7.const增强）

2、C++对C语言增强——const

C语言中const默认外部链接，C++默认内部链接

C语言代码——test.c

const int a = 10;//C语言中默认是外部链接

C语言代码——C语言const默认是外部链接.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>


int main(){

    extern const int a;//告诉编译器a在外部
    printf("a = %d
", a);
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

C++代码——test.cpp

extern const int a = 10;//C++中默认是内部链接，extern提高作用域

C++代码——C++const默认是内部链接.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;


int main()
{
    extern const int a;
    cout << "a = " << a << endl;
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

3、const分配内存情况

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//1.const分配内存 取地址会分配临时内存
//2.extern编译器也会给const变量分配内存
void test01()
{
    const int m_A = 10;
    int* p = (int*)&m_A;//会分配临时内存
}

//3.用普通变量初始化const的变量
void test02()
{
    int a = 10;
    const int b = a;//会分配内存
    
    int* p = (int*)&b;
    *p = 1000;
    
    cout << "b = " << b << endl;
}

//4.自定义数据类型，加const也会分配内存
struct Person
{
    string m_Name;//姓名
    int m_Age;
}
void test03()
{
    const Person p1;
    //p1.m_Name = "aaa";
    
    Person* p = (Person*)&p1;
    p->m_Name = "德玛西亚";
    (*p).m_Age = 18;
    
    cout << "姓名：" << p1.m_Name << "年龄：" << p1.m_Age << endl;
}


int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

4、尽量以const替换#define

在旧版本C中，如果想建立一个常量，必须使用预处理器”

#define MAX 1024;

我们定义的宏MAX从未被编译器看到过，因为在预处理阶段，所有的MAX已经被替换为了1024，于是MAX并没有将其加入到符号表中。但我们使用这个常量获得一个编译错误信息时，可能会带来一些困惑，因为这个信息可能会提到1024，但是并没有提到MAX.如果MAX被定义在一个不是你写的头文件中，你可能并不知道1024代表什么，也许解决这个问题要花费很长时间。

解决办法就是用一个常量替换上面的宏。

const int max= 1024;

---

 const和#define区别总结:

1）const有类型，可进行编译器类型安全检查。#define无类型，不可进行类型检查.

2）const有作用域，而#define不重视作用域，默认定义处到文件结尾.如果定义在指定作用域下有效的常量，那么#define就不能用。

---

 四、引用

1、引用的基本语法以及注意事项

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

//1.引用基本语法 Type &别名 = 原名
void test01()
{
    int a = 10;
    int &b = a;
    
    b = 20;
    
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

//2.引用必须初始化
void test02()
{
    //int &a;//必须初始化
    int a = 10;
    int &b = a;//引用初始化后不可以修改了
    int c = 20;
    
    b = c;//赋值！！！
}

//3.对数组建立引用
void test03()
{
    int arr[10];
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i;
    }
    
    //给数组起别名
    int(&pArr)[10] = arr;
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << pArr[i] << "";
    }
    cout << endl;
    
    //第二种方式 起别名
    
    typedef int(ARRAYREF)[10];//一个具有10个元素的int类型的数组
    ARRAYREF &pArr2 = arr;
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << pArr2[i] << "";
    }
}

int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

2、参数的传递方式

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

　　//值传递
void mySwap(int a, int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    
    cout << "mySwap:a = " << a << endl;
    cout << "mySwap:b = " << b << endl;
}

void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    mySwap(a, b);//值传递
    
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

//地址传递
void mySwap2(int* a, int* b)
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
void test02()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    mySwap2(&a, &b);//地址传递
    
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

//引用传递，类似传地址
void mySwap3(int &a, int &b)//&a = a, &b = b
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
void test02()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    mySwap3(a, b);
    
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

3、引用的注意事项

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

//引用的注意事项
//1.引用必须引一块合法的内存空间
//2.不要返回局部变量的引用
int& doWork()
{
    int a = 10;
    return a;
}
void test01()
{
    //int &a = 10;//引用必须引一块合法的内存空间
    
    int &ret = doWork();
    cout << "ret = " << ret << endl;//第一次10是编译器做了优化
    cout << "ret = " << ret << endl;
    cout << "ret = " << ret << endl;
    cout << "ret = " << ret << endl;
    cout << "ret = " << ret << endl;
}

int& doWork2()
{
    static int a = 10;
    return a;
}
void test01()
{
    int &ret = doWork2();
    
    //如果函数的返回值是引用，那么这个函数可以作为左值
    doWork2() = 1000;//相当于写了a = 1000
}


int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

4、引用的本质

引用的本质在c++内部实现是一个指针常量。

Type& ref = val; // Type* const ref = &val;

c++编译器在编译过程中使用常指针作为引用的内部实现，因此引用所占用的空间大小与指针相同，只是这个过程是编译器内部实现，用户不可见。

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void testFunc(int& ref){
    ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){
    int a = 10;
    int& aRef = a; //自动转换为 int* const aRef = &a;这也能说明引用为什么必须初始化
    aRef = 20; //内部发现aRef是引用，自动帮我们转换为: *aRef = 20;
    cout << "a:" << a << endl;
    cout << "aRef:" << aRef << endl;
    testFunc(a);
    return EXIT_SUCCESS;
}

5、指针的引用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

struct Person
{
    int m_Age;
};

void allocateMemory(Person** p)//**p 具体的Person对象 *p对象的指针 p指针的指针
{
    *p = (Person*)malloc(sizeof(Person));
    
    (*p)->m_Age = 100;
}

void test01()
{
    Person* p = NULL;
    allocateMemory(&p);
    cout << "p的年龄：" << p->m_Age << endl;
}

//利用指针引用开辟空间
void allocateMemoryByRef(Person* &p)
{
    p = (Person*)malloc(sizeof(Person));
    p->m_Age = 1000;
}

void test02()
{
    Person* p = NULL;
    allocateMemoryByRef(p);
    cout << "p的年龄：" << p->m_Age << endl;
}


int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

6、常量引用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;


void test01()
{
    //int &ref = 10;//引用了不合法的内存，不可以
    const int &ref = 10;//加入const后，编译器内部处理方式为：int tmp = 10; const int &ref = tmp;
    
    //ref = 20;//不可以直接改
    
    int* p = (int*)&ref;
    *p = 1000;
    
    cout << "ref = " << ref << endl;
    
}

//常量引用使用场景，用来修饰形参
void showValue(const int &val)
{
    //val += 1000;//如果只是想显示内容，而不修改内容，那么就用const修饰这个形参
    cout << "val = " << val << endl;
}
void test02()
{
    int a = 10;
    showValue(a);
}


int main()
{
    test01();
    
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

---

 [const引用使用场景]
    常量引用主要用在函数的形参，尤其是类的拷贝/复制构造函数。
将函数的形参定义为常量引用的好处:
>引用不产生新的变量，减少形参与实参传递时的开销。
>由于引用可能导致实参随形参改变而改变，将其定义为常量引用可以消除这种副作用。
    如果希望实参随着形参的改变而改变，那么使用一般的引用，如果不希望实参随着形参改变，那么使用常引用。

---

五、总结

1    #include <iostream>
1.1    using namespace std;
1.2    cout << “hello ..” << endl;
1.3    system(“pause”)
1.4    retrun 0
2    ::双冒号作用域运算符
2.1    全局作用域 直接加：：
3    namespace 命名空间
3.1    用途 解决名称冲突问题
3.2    必须在全局作用域下声明
3.3    命名空间下可以放入 函数、变量、结构体、类…
3.4    命名空间可以嵌套命名空间
3.5    命名空间是开放的，可以随时加入新的成员
3.6    匿名命名空间 static
3.7    可以起别名
4    using声明和using编译指令
4.1     using LOL:: sunwukongID;
4.2    如果局部范围内还有 sunwukongID，会出现二义性问题，要注意避免
4.3     编译指令
4.4    using namespace LOL
4.5    如果局部范围内还有 sunwukongID ,使用局部的ID
4.6    如果打开多个房间，那么也要注意二义性问题
5    C++对C语言增强
5.1    全局变量检测增强
5.2    函数检测增强
5.2.1    参数类型检测
5.2.2    返回值检测
5.2.3    传参个数检测
5.3    类型转换检测增强
5.3.1    malloc返回void* ，C中可以不用强转，C++必须强转
5.4    struct增强
5.4.1    C中不许有函数 C++可以
5.4.2    使用C必须加关键字 struct ，C++可以不加
5.5    bool数据类型增强
5.5.1    C没有 C++有
5.5.2    true 真  false假
5.5.3    sizeof  1
5.6    三目运算符增强
5.6.1    C中返回的是值
5.6.2    C++中返回的是变量
5.7    const增强
5.7.1    C语言中const是伪常量，可以通过指针修改
5.7.2    C++中const会放入到符号表中
5.7.3    C语言中const默认是外部链接，C++中const默认是内部链接
5.7.4    const分配内存情况
5.7.4.1    对变量取地址，会分配临时内存
5.7.4.2    extern关键字下的const会分配内存
5.7.4.3    用普通变量初始化const变量
5.7.4.4    自定义数据类型会分配内存
5.7.5    尽量用const代替define
5.7.5.1    define宏没有作用域概念
5.7.5.2    define宏常量没有类型
6    引用基本语法
6.1.1    用途起别名
6.1.2    Type &别名 = 原名
6.1.3    引用必须初始化
6.1.4    一旦初始化后 不能修改
6.1.5    对数组建立引用
6.2    参数3种传递方式
6.2.1    值传递
6.2.2    地址传递
6.2.3    引用传递
6.3    注意事项，不要返回局部变量的引用
6.4    如果函数返回值是引用，那么函数的调用可以作为左值
6.5    引用的本质 就是一个指针常量
7    指针的引用
7.1    用一级指针引用 可以代替二级指针
8    常量引用
8.1    使用场景 修饰形参为只读
8.2    const int &a = 10;会分配内存

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