C++的相关知识集

1、C++概述

1 两大编程思想

c++语言在c语言的基础上添加了面向对象编程泛型编程的支持。c++继承了c语言高效,简洁,快速和可移植的传统。

2 起源

与c语言一样,c++也是在贝尔实验室诞生的,Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普)在20世纪80年代开发了这种语言。

3 移植性和标准

  • ANSI 在1998制定出C第一套标准
  • 2003年,发布了c++标准第二版(IOS/IEC 14882:2003),该版本对第一版修订了一些错误,但并没有改变语言特性,因此c++98表示c++98/c++2003
  • c++不断发展。IOS标准委员会于2011年8月批准了新标准ISO/IEC 14882:2011,该标准被称为c++11,与c++98一样c++11也新增了许多特性。也是非常常见的一个版本
  • 在C++11基础上又出现了C++14和C++17

2、C++初识

#include <iostream>  //标准输入输出流   i - input  输入  o - output 输出  stream 流  相当于 stdio.h
using namespace std; //使用  标准  命名空间  

//程序入口函数
int main()
{
	// cout  标准输出流对象
	// << 左移  在C++下有了新的寓意  用于在cout后拼接输出的内容   
	// endl   --- end line  刷新缓冲区 并且换行  
	cout << "hello world" << endl;
	system("pause");  //阻塞
	return EXIT_SUCCESS;  //返回正常退出
}
  • 引入头文件 #include 标准输入输出流
  • 使用标准命名空间 using namespace std;
  • 标准输出流对象 cout << "hello world" << endl;
  • 面向对象三大特性:封装、继承、多态

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++的用法改变了,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.

头文件类型约定示例说明
c++旧式风格以.h结尾iostream.hc++程序可用
c旧式风格以.h结尾math.hc/c++程序可用
c++新式风格无扩展名iostreamc++程序可用,使用namespace std
转换后的c加上前缀c,无扩展名cmathc++程序可用,可使用非c特性,如namespace std

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。

3、C++对C的扩展

1 双冒号::作用域运算符

:: 代表作用域 ,如果前面什么都不添加 代表全局作用域

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

int atk = 1000;
void test01()
{
	int atk = 2000;
	std::cout << "atk = " << atk << std::endl;
	// ::代表作用域  如果前面什么都不添加 代表全局作用域
	std::cout << "全局 atk = " << ::atk << std::endl;
}

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

2 namespace命名空间

准备函数:

game1.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

namespace KingGlory
{
	void goAtk();
}

game2.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

namespace LOL
{
	void goAtk();
}

game1.cpp

#include "game1.h"

void KingGlory::goAtk()
{
	cout << "王者荣耀攻击实现" << endl;
}

game2.cpp

#include "game2.h"

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

命名空间用途:解决名称冲突

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
#include "game1.h"
#include "game2.h"

//1、命名空间用途: 解决名称冲突
void test01()
{
	KingGlory::goAtk();
	LOL::goAtk();
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

命名空间下可以存放 : 变量、函数、结构体、类…

//2、命名空间下 可以放  变量、函数、结构体、类...
namespace A
{
	int m_A;
	void func();
	struct Person
	{};
	class Animal
	{};
}

命名空间必须要声明在全局作用域

命名空间可以嵌套命名空

//4、命名空间可以嵌套命名空间
namespace B
{
	int m_A = 10;
	namespace C
	{
		int m_A = 20;
	}
}
void test03()
{
	cout << "B空间下的m_A = " << B::m_A << endl;
	cout << "C空间下的m_A = " << B::C::m_A << endl;
}

命名空间是开放的,可以随时将新成员添加到命名空间下

namespace B
{
	int m_A = 10;
}

namespace B
{
	int m_B = 100;
}
void test04()
{
	cout << "B空间下的m_A = " << B::m_A << endl;
	cout << "B空间下的m_B = " << B::m_B << endl;
}

命名空间可以匿名的

//6、命名空间可以是匿名的
namespace
{
	int m_C = 1000;
	int m_D = 2000;
	//当写的命名空间的匿名的,相当于写了  static int m_C = 1000; static int m_D = 2000;
}

void test05()
{
	cout << "m_C = " << m_C << endl;
	cout << "m_D = " << ::m_D << endl;
}

命名空间可以起别名

//7、命名空间可以起别名
namespace veryLongName
{
	int m_E = 10000;
	void func()
	{
		cout << "aaa" << endl;
	}
}

void test06()
{
	namespace veryShortName = veryLongName;
	cout << veryShortName::m_E << endl;
	cout << veryLongName::m_E << endl;

}

3 using声明以及using编译指令

using声明

  1. using KingGlory::sunwukongId
  2. 当using声明与 就近原则同时出现,出错,尽量避免
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

namespace KingGlory
{
	int sunwukongId = 1;
}

void test01()
{
	int sunwukongId = 2;
	//1、using声明
	//using KingGlory::sunwukongId ;    //当using声明与 就近原则同时出现,出错,尽量避免
	cout << sunwukongId << endl;
}

using编译指令

  1. using namespace KingGlory;
  2. 当using编译指令 与 就近原则同时出现,优先使用就近
  3. 当using编译指令有多个,需要加作用域 区分
namespace KingGlory
{
	int sunwukongId = 1;
}

namespace LOL
{
	int sunwukongId = 3;
}
void test02()
{
	//int sunwukongId = 2;
	//2、using编译指令
	using namespace KingGlory;
	using namespace LOL;
	//当using编译指令  与  就近原则同时出现,优先使用就近
	//当using编译指令有多个,需要加作用域 区分
	cout << KingGlory::sunwukongId << endl;
	cout << LOL::sunwukongId << endl;
}

注意:使用using声明或using编译指令会增加命名冲突的可能性。也就是说,如果有名称空间,并在代码中使用作用域解析运算符,则不会出现二义性。

4 检测增强

函数检测增强

  • 函数的返回值
  • 形参类型
  • 函数调用参数个数

类型转换检测增强

char p = (char )malloc(64) C下等号必须左右一致类型

//3、类型转换检测增强
void test02()
{
	char* p = malloc(64);
}

以上c代码c编译器编译可通过,c++编译器无法编译通过。

struct 增强

  • C++可以在结构体中放函数
  • 创建结构体变量可以简化关键字struct
//1. 结构体中即可以定义成员变量,也可以定义成员函数;;
struct Student {
	string mName;
	int mAge;
	void setName(string name) { mName = name; }
	void setAge(int age) { mAge = age; }
	void showStudent() {
		cout << "Name:" << mName << " Age:" << mAge << endl;
	}
};

//2. c++中定义结构体变量不需要加struct关键字
void test01() {
	Student student;
	student.setName("John");
	student.setAge(20);
	student.showStudent();
}

bool数据类型扩展

C++才有bool类型,代表真 --- 1 true 假 ---- 0 false。sizeof = 1

//5、bool类型扩展  C语言下 没有这个类型  C++有bool类型
bool flag = true; // bool类型 代表  真和假   true  ---- 真(1)    false  ---- 假(0)

void test04()
{
	cout << sizeof(bool) << endl; //结果是1个字节
	//flag = false;
	//flag = 100; //将非0的数都转为1
	cout << flag << endl;
}

// 结果
1
1

三目运算符增强

//6、三目运算符增强
void test05()
{
	//?:
	int a = 10;
	int b = 20;

	printf("ret = %d\n", a > b ? a : b);
	(a < b ? a : b) = 100; // C++下返回的是变量  a = 100
	printf("a = %d\n", a);
	printf("b = %d\n", b);
}

//结果
ret = 20
a = 100
b = 20

5 const

const增强

C语言下

  • 全局const 直接修改 失败 间接修改 语法通过,运行失败
  • 局部 const 直接修改 失败 间接修改 成功
	const int constA = 10;
	int* p = (int*)&constA;
	*p = 300;
	printf("constA:%d\n",constA);
	printf("*p:%d\n", *p);

//结果
constA:300
*p:300

C++语言下

  • 全局 const 和C结论一样
  • 局部 const 直接修改失败 间接修改 失败
  • const可以称为常量,可以用于数组内的常数。
void test05()
{
	const int constA = 10;
	int* p = (int*)&constA;
	*p = 300;
	cout << "constA:" << constA << endl;
	cout << "*p:" << *p << endl;
}

//结果
constA:10
*p:300

constA在符号表中,当我们对constA取地址,这个时候为constA分配了新的空间,*p操作的是分配的空间,而constA是从符号表获得的值。

对于基础数据类型,如果用一个变量初始化const变量,如果const int a = b,那么也是会给a分配内存。

void test06()
{
	int b = 10;
	const int constA = b;
	int* p = (int*)&constA;
	*p = 300;
	cout << "constA:" << constA << endl;
	cout << "*p:" << *p << endl;

}

//结果
constA:300
*p:300

const 链接属性

1)C语言下const修饰的全局变量默认是外部链接属性

同一个目录下两个文件:

const int g_a = 1000;
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

int main() {
	extern const int g_a;
	printf("g_a = %d\n", g_a);
	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

可以正常输出。

2)C++下const修饰的全局变量默认是内部链接属性

可以加extern 提高作用域

extern const int g_b = 1000;//默认是内部链接属性 可以加关键字 extern 提高作用域
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

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

const分配内存情况

  • 对const变量 取地址 ,会分配临时内存
  • 使用普通变量 初始化 const变量(const增强中已经举例)
  • 对于自定义数据类型
//3、对于自定义数据类型 
struct Person
{
	string m_Name;
	int m_Age;
};
void test03()
{
	const Person p;
	//p.m_Age = 10;
	Person* pp = (Person*)&p;
	(*pp).m_Name = "Tom";
	pp->m_Age = 10;

	cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << endl;
}

尽量用const代替define

define出的宏常量,没有数据类型、不重视作用域

const和#define区别总结:

  • 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
  • const有作用域,而#define不重视作用域

6 引用

1)简介

  • 目的:起别名
  • 语法: 类型(与原名类型必须一致) &别名 = 原名
  • 引用必须要初始化,引用一旦初始化后,就不可以引向其他变量
void test02()
{
	int a = 10;
	//int &b; //引用必须要初始化
	int& b = a;   //引用一旦初始化后,就不可以引向其他变量
	int c = 100;
	b = c; // 赋值
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

//结果
a = 100
b = 100
c = 100

2)建立对数组引用

①直接建立引用

int arr[10];

int(&pArr)[10] = arr;

②先定义出数组类型,再通过类型 定义引用

typedef int(ARRAY_TYPE)[10];

ARRAY_TYPE & pArr2 = arr;

//对数组建立引用
void test03()
{
	//1、直接建立引用
	int arr[3];
	int(&pArr)[3] = arr;
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		arr[i] = 100 + i;
	}
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		cout << pArr[i] << endl;
	}
	printf("\n --------2------\n");
	//2、先定义出数组类型,再通过类型 定义引用
	typedef int(ARRAY_TYPE)[3];
	//类型  &别名 = 原名
	ARRAY_TYPE& pArr2 = arr;
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		cout << pArr2[i] << endl;
	}

}

3)参数的传递方式

  • 值传递
  • 地址传递
  • 引用传递
//1、值传递
void mySwap01(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
	cout << ":::b = " << b << endl;*/
}

//2、地址传递
void mySwap02(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3、引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) // int &a = a; int &b = b;
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//mySwap01(a, b);
	//mySwap02(&a, &b);
	mySwap03(a, b);
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}

第一种其实没有实现交换功能。通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单:

  1. 函数调用时传递的实参不必加“&”符
  2. 在被调函数中不必在参数前加“*”符

引用作为其它变量的别名而存在,因此在一些场合可以代替指针。C++主张用引用传递取代地址传递的方式,因为引用语法容易且不易出错。

4)注意事项

  • 引用必须引一块合法内存空间
  • 不要返回局部变量的引用
int& func()
{
	int a = 10;
	return a;
}

//引用注意事项
void test02()
{
	
	//int &a = 10;  //1、引用必须引一块合法内存空间,这种就不能通过,因为后面必须是变量名。
	//2、不要返回局部变量的引用
	int& ref = func();
	cout << "ref = " << ref << endl;
	cout << "ref = " << ref << endl;
}

第一个能正常输出,是因为程序做了优化保留,实际这种做法是有潜在危险的。要想不取消,需要就加上static,看下一个例子。

  • 当函数返回值是引用时候,那么函数的调用可以作为左值进行运算
int& func2()
{
	static int a = 10;
	return a;
}

void test03()
{
	int& ref = func2();
	cout << "ref = " << ref << endl;
	cout << "ref = " << ref << endl;
	cout << "ref = " << ref << endl;
	cout << "ref = " << ref << endl;
	//当函数返回值是引用,那么函数的调用可以作为左值
	func2() = 1000;
	cout << "ref = " << ref << endl;
}

5)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。

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);
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "aRef:" << aRef << endl;
	return EXIT_SUCCESS;
}

6)指针的引用

  • 利用引用可以简化指针
  • 可以直接用同级指针的 引用 给同级指针分配空间

以下两个示例代码效果是一样的:

struct Person
{
	int age;
};

void allocateSpace(Person** p)
{
	//p指向指针的指针    *p  指针 指向的是person 本体   **p  person本体
	*p = (Person*)malloc(sizeof(Person));
	(*p)->age = 10;
}

void test01()
{
	Person* p = NULL;
	allocateSpace(&p);
	cout << "p.age = " << p->age << endl;
}
struct Person
{
	int age;
};

void allocateSpace2(Person*& pp) // Person * &pp = p;
{
	pp = (Person*)malloc(sizeof(Person));
	pp->age = 20;
}

void test02()
{
	Person* p = NULL;
	allocateSpace2(p);
	cout << "p.age = " << p->age << endl;
}

7)常量的引用

  • 本质:const int &ref = 10; // 加了const之后, 本质 相当于写成 int temp = 10; const int &ref = temp;当然一般不这么用。
  • 常量引用的使用场景:修饰函数中的形参,防止误操作
void test01()
{
	//int &ref = 10; //这种是不合法的
	const int& ref = 10; // 加了const之后,  相当于写成   int temp = 10;  const int &ref = temp;
	int* p = (int*)&ref;
	*p = 10000;
	cout << ref << endl; //可以被修改
}

//常量引用的使用场景 修饰函数中的形参,防止误操作
void showValue(const int& a)
{
	//a = 100000;
	cout << "a = " << a << endl;
}

void test02()
{
	int a = 100;
	showValue(a);
}

//结果
1000
a = 100

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OpenAI 震撼发布&#xff1a;GPT-4o免费&#xff0c;实时语音视频交互开启新纪元 在仅仅问世17个月后&#xff0c;OpenAI 研制出了仿佛科幻片中登场的超级人工智能——GPT-4o&#xff0c;而且所有人都可以完全免费使用&#xff0c;让这个科技界的巨浪让人震撼无比&#xff01;…

【CSP CCF记录】202009-1 称检测点查询

题目 过程 难点&#xff1a;编号和位置的一一对应&#xff0c;不同位置的距离可能相等。 所以使用一个结构体记录不同检测点的编号和到居民地的距离。 sort函数进行排序。Sort函数使用方法 参考&#xff1a;http://t.csdnimg.cn/Y0Hpi 代码 #include <bits/stdc.h>…

大华智能物联综合管理平台 fastjson反序列化漏洞

文章目录 免责声明漏洞描述漏洞原理影响版本漏洞复现修复建议 免责声明 本文章仅供学习与交流&#xff0c;请勿用于非法用途&#xff0c;均由使用者本人负责&#xff0c;文章作者不为此承担任何责任 漏洞描述 大华智慧园区综合管理平台是一个集智能化、信息化、网络化、安全…

JavaEE初阶-多线程进阶2

文章目录 前言一、CAS1.1 CAS的概念1.2 原子类1.3 CAS的ABA问题 二、JUC中常用类2.1 Callable接口2.2 ReentrantLock&#xff08;可重入&#xff09;2.3 Semaphore信号量2.4 CountDownLatch类2.5 CopyOnWriteArrayList类2.6 ConcurrentHashMap 前言 对于多线程进阶的部分&…

大型语言模型自我进化综述

24年4月来自北大的论文“A Survey on Self-Evolution of Large Language Models”。 大语言模型&#xff08;LLM&#xff09;在各个领域和智体应用中取得了显着的进步。 然而&#xff0c;目前从人类或外部模型监督中学习的LLM成本高昂&#xff0c;并且随着任务复杂性和多样性的…