C++入门知识详细讲解
- 1. C++简介
- 1.1 什么是C++
- 1.2 C++的发展史
- 1.3. C++的重要性
- 1.3.1 语言的使用广泛度
- 1.3.2 在工作领域
- 2. C++基本语法知识
- 2.1. C++关键字(C++98)
- 2.2. 命名空间
- 2.2 命名空间使用
- 2.2 命名空间使用
- 2.3. C++输入&输出
- 2.4. 缺省参数
- 2.4.1 缺省参数概念
- 2.4.2 缺省参数分类
- 2.5. 函数重载
- 2.5.1 函数重载概念
- 2.5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
- 2.6. 引用
- 2.6.1 引用概念
- 2.6.2 引用特性
- 2.6.3 常引用
- 2.6.5 传值、传引用效率比较
- 2.6.6 引用和指针的区别
- 2.7. 内联函数
- 2.7.1 概念
- 2.8. auto关键字(C++11)
- 2.8.1 类型别名思考
- 2.8.2 auto简介
- 2.8.3 auto的使用细则
- 2.8.3 auto不能推导的场景
- 2.9. 基于范围的for循环(C++11)
- 2.9.1 范围for的语法
- 2.10. 指针空值nullptr(C++11)
- 2.10.1 C++98中的指针空值
1. C++简介
1.1 什么是C++
C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。
1.2 C++的发展史
1979年，贝尔实验室的本贾尼等人试图分析unix内核的时候，试图将内核模块化，于是在C语言的基础上进行扩展，增加了类的机制，完成了一个可以运行的预处理程序，称之为C with classes。
1.3. C++的重要性
1.3.1 语言的使用广泛度
下图数据来自TIOBE编程语言社区2024年最新的排行榜，在30多年的发展中，C/C++几乎一致稳居前5。
1.3.2 在工作领域
-
操作系统以及大型系统软件开发
所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。 -
服务器端开发
后台开发：主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采用java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。 -
游戏开发
PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性搞，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网络等。
比特就业课 -
嵌入式和物联网领域
嵌入式：就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部，能够控制这些装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。谈到嵌入式开发，大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动层面以及应用、中间件层面的开发。
常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程师、固件开发工程师等。
知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海信、格力等传统家电行业。
随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。
-
数字图像处理
数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop就是C++写的。 -
人工智能
一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。 -
分布式应用
近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。
2. C++基本语法知识
2.1. C++关键字(C++98)
C++总计63个关键字，C语言32个关键字
2.2. 命名空间
2.2 命名空间使用
在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。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。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 0;
// 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
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
// 编译后后报错：“rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
运行这个代码，就会报错，因为，我们定义的变量和库里面的函数名冲突了，这时候就可以考虑使用命名空间来解决这个问题。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
namespace bite
{
int rand = 0;
}
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
运行结果如图：
可以看到代码就可以正常运行了，但是这里的打印的结果不是命名空间里面的rand，而是全局的函数rand的地址，因为，在我们使用变量，函数的时候，编译期间默认会在局部域找，再到全局域找，不会到命名空间中找。
当我们想要使用命名空间里面的变量，就要加前面加上域作用限定符，限定我们想要查找的范围。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
namespace bite
{
int rand = 0;
}
int main()
{
printf("%d\n", bite :: rand);//:: 域作用限定符，指定在bite命名空间里面查找
return 0;
}
运行结果如图：
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
命名空间中可以定义变量，函数，类型
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
namespace bite1
{
int rand = 0;
int Add(int left, int right)
{
return (left + right) * 2;
}
}
namespace bite2
{
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
int main()
{
printf("%d\n", bite1 :: rand);
printf("%d\n", bite2 :: rand);
printf("%d\n", bite1::Add(1, 2));
printf("%d\n", bite2::Add(1, 2));
return 0;
}
运行结果如图：
2.2 命名空间使用
namespace bit
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int a = 0;
int b = 1;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
int main()
{
// 编译报错: “a”: 未声明的标识符
printf("%d\n", a);
return 0;
}
命名空间的使用有三种方式：
- 加命名空间名称及作用域限定符
int main()
{
printf("%d\n",bit:: a);
return 0;
}
运行结果如图：
- 使用using将命名空间中某个成员引入
using bit::a;
int main()
{
printf("%d\n",a);
return 0;
}
运行结果如图：
- 使用using namespace 命名空间名称引入
using namespace bit;
int main()
{
printf("%d\n",a);
printf("%d\n", Add(1,2));
Node node = { 0 };
return 0;
}
运行结果如图：
补充: 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，命名空间域都是修饰全局的变量/函数/类型的，不会影响生命周期，这些被命名空间修饰的变量/函数/类型还是全局的，只不过名字被命名空间隔离出起来了，命名空间影响的是编译器编译的时候默认查找规则，展开命名空间不会到全局域查找还会到命名空间中查找。
2.3. C++输入&输出
#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello world!!!" << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
说明：
- 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< iostream >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< iostream >头文件中。
- <<是流插入运算符，>>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
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
//<< 流插入
int i = 0;
double j = 1.1;
//自动识别类型
cout << i << " " << j << endl;
//流提取
cin >> i >> j;
cout << i << " " << j << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
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。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
2.4. 缺省参数
2.4.1 缺省参数概念
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。
void Func(int a = 1)
{
cout << a << endl;
}
int main()
{
Func(2);
Func();
}
运行结果如图：
2.4.2 缺省参数分类
- 全缺省参数
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
Func(1, 2, 3);
Func(1, 2);
Func(2);
Func();
}
运行结果如图：
- 半缺省参数
void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
Func(1, 2, 3);
Func(1, 2);
Func(2);
}
运行结果如图：
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
//a.h
void Func(int a = 10);
// a.cpp
void Func(int a = 20)
{
}
// 注意：如果生命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
- C语言不支持（编译器不支持）
2.5. 函数重载
2.5.1 函数重载概念
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。
- 参数类型不同
#include <iostream>
using namespace std;
void Swap(int* pa, int* pb)
{
cout << "void Swap(int* pa, int* pb)" << endl;
}
void Swap(double* pa, double* pb)
{
cout << "void Swap(double* pa, double* pb)" << endl;
}
int main()
{
int a = 0, b = 1;
double c = 1.1, d = 2.2;
Swap(&a, &b);
Swap(&c, &d);
return 0;
}
运行结果如图：
- 参数的个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
f();
f(2);
return 0;
}
运行结果如图：
- 参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
f(1, 'a');
f('a', 1);
return 0;
}
运行结果如图：
2.5.2 C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)
为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？
在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。
- 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】，编译后链接前，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？
- 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（函数的地址是第一句指令的地址，call指令是跳转到要执行的函数）。
- 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。
- 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。
- 通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_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gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变。
- 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。
- 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。 - 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。
总结:因为链接的时候要用函数名去找地址，如果声明和定义分离的情况下，C语言直接用函数名去找，因为函数名相同无法区分，C++因为有函数名修饰规则，相同的函数的的不同参数修饰后的名字并不相同，这时候就可以通过修饰后的函数名去找对应的函数。
2.6. 引用
2.6.1 引用概念
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。
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
int main()
{
int a = 0;
//引用：b是a的别名
int& b = a;
b++;
cout << a << endl;
cout << b << endl;
}
运行结果如图：
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
void Swap(int& px, int& py)
{
int tmp = px;
px = py;
py = tmp;
}
int main()
{
int a = 3, b = 5;
Swap(a, b);
cout << a << " " << b << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
2.6.2 引用特性
- 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
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
// int& ra; // 该条语句编译时会报错
int& ra = a;
int& rra = a;
printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
return 0;
}
2.6.3 常引用
int main()
{
//权限的平移
int x = 0;
int& y = x;
//权限的缩小,可以
const int& z = x;
//权限的放大
//m只读
//n变成m的别名,n的权限值可读可写
const int m = 0;
//int& n = m; // 该语句编译时会出错，n为常量
//权限的平移
const int& n = m;
//可以,不是权限的放大
//m拷贝给p,p的修改不影响m
int p = m;
//权限的放大
//p1可以修改,*p1不可以,const修饰的是p1
const int* p1 = &m;
//int* p2 = p1; //err
//权限的平移
const int* p2 = p1;
//权限的缩小
int* p3 = &x;
const int* p4 = p3;
return 0;
2.6.5 传值、传引用效率比较
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，因此用值作为参数或者返回值类型，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。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc1(a);
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数参数
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = clock();
// 分别计算两个函数运行结束后的时间
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
TestRefAndValue();
return 0;
}
运行结果如图：
常见问题
int main()
{
// 权限可以平移/缩小 不能放大
double d = 12.34;
int i = d;
//int& r = d; //err,类型转换会产生临时变量
//临时变量有常性
const int& r1 = d;
int x = 0, y = 1;
//int& r2 = x + y; //err,表达式运算的结果也会产生临时变量
//临时变量有常性
const int& r2 = x + y;
return 0;
}
2.6.6 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。
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
cout << "&a = " << &a << endl;
cout << "&ra = " << &ra << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
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 main()
{
int a = 10;
int& ra = a; //语法上不开空间
ra = 20;
int* pa = &a; //语法上要开空间
*pa = 20;
int* ptr = NULL;
int& r = *ptr;//这里只是把ptr的地址保存起来,并没有对空指针解引用
return 0;
}
}
我们来看下引用和指针的汇编代码对比
引用结果为引用类型的大小
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a; //语法上不开空间
ra = 20;
int* pa = &a; //语法上要开空间
*pa = 20;
cout << sizeof(ra) << endl;
cout << sizeof(a) << endl;
cout << sizeof(double&) << endl;
cout << sizeof(int&) << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
引用和指针的不同点:
-
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
2.7. 内联函数
2.7.1 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。
- 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：减少调用开销，提高程序运行效率。
- inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。
- 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，所以可以直接在头文件中定义内联函数。
【面试题】 宏的优缺点？
优点：
- 增强代码的复用性。
- 提高性能。
缺点：
- 不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
- 导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
- 没有类型安全的检查 。
C++有哪些技术替代宏？
- 常量定义 换用const enum
- 短小函数定义 换用内联函数
2.8. auto关键字(C++11)
2.8.1 类型别名思考
随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：
- 类型难于拼写
- 含义不明确导致容易出错
int main()
{
int j = 0;
//右边初始化自动推导类型
auto i = 0;
return 0;
}
使用typedef给类型取别名确实可以简化代码，但是typedef有会遇到新的难题：
typedef char* pstring;
int main()
{
//const修饰的变量必须被初始化，因为只有一次初始化的机会
//const pstring p1; // err, 等价于<==> char* const p1
//这里const限制的是*p1，p1可以不初始化
const pstring* p2; // 等价于<==> char* const * p1
return 0;
}
2.8.2 auto简介
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。
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;
//auto e; 无法通过编译，使用auto定义变量时必须对其进行初始化
return 0;
}
运行结果如图：
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。
2.8.3 auto的使用细则
-
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 a1 = x; auto a2 = &x; //必须是指针 auto* b = &x; //引用 auto& c = x; } -
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 }
2.8.3 auto不能推导的场景
-
auto不能作为函数的参数
// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导 void TestAuto(auto a) { } -
auto不能直接用来声明数组
void TestAuto() { int a[] = {1,2,3}; auto b[] = {4，5，6}; } -
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
-
auto在实际中最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。
2.9. 基于范围的for循环(C++11)
2.9.1 范围for的语法
在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：
int main()
{
int array[] = { 1,2,3,4,5 };
int sz = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
array[i] *= 2;
}
for (i = 0; i < sz; i++)
{
cout << array[i] << " ";
}
cout << endl;
//C++范围for
//自动取数组array中的值,赋值给e
//自动++,自动判断结束
for (auto e : array)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
如果我们想要修改数组内容:
int main()
{
int array[] = { 1,2,3,4,5 };
int sz = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
array[i] *= 2;
}
for (i = 0; i < sz; i++)
{
cout << array[i] << " ";
}
cout << endl;
//C++范围for
//自动取数组array中的值,赋值给e
//自动++,自动判断结束
for (auto& e : array)//如果是赋值并不会影响数组里面的内容,所以这里要用引用
{
e /= 2;
}
for (auto e : array)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
这里的atuo，e也可以替换:
int main()
{
int array[] = { 1,2,3,4,5 };
int sz = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
array[i] *= 2;
}
for (i = 0; i < sz; i++)
{
cout << array[i] << " ";
}
cout << endl;
//C++范围for
//自动取数组array中的值,赋值给e
//自动++,自动判断结束
for (auto& e : array)//如果是赋值并不会影响数组里面的内容,所以这里要用引用
{
e /= 2;
}
for (int x : array)
{
cout << x << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
运行结果如图：
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最后一个元素的范围；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。
注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定
void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}
2.10. 指针空值nullptr(C++11)
2.10.1 C++98中的指针空值
在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最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为空指针。
如果我们想要修改数组内容:
#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：
void f(int)//函数的定义不用可以不写形参
{
cout << "void f(int)" << endl;
}
void f(int* p)
{
cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
return 0;
}
运行结果如图：
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。
void f(int)//函数的定义不用可以不写形参
{
cout << "void f(int)" << endl;
}
void f(int* p)
{
cout << "f(int*)" << endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
f((int*)NULL);
f(nullptr);
return 0;
}
运行结果如图：
注意：
- 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。
- 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
- 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。
