【C++入门】详解合集

目录

 💕1.C++中main函数内部———变量的访问顺序

💕2.命名空间域 namespace

💕3.命名空间域（代码示例）（不要跳）

💕4.多个命名空间域的内部重名

💕5.命名空间域的展开

💕6.展开的本质

💕7.输入输出流（IO）

💕8.缺省函数

  💕9.函数的重载

💕10.引用的定义

💕11.引用的一些常见问题 

💕12.引用——权限的放大/缩小/平移

 💕13. 不存在的空引用

💕14.引用作为函数参数的速度之快（代码体现）

 💕15.引用的思考 

 💕16.宏函数讲解

 💕17.内联函数存在的意义是什么

💕18.如何书写内联函数

 💕19.内联函数的意义与作用

 💕20.内联函数注意事项 

💕21.内联函数的展开条件 （如何设置）

💕22.关键字auto

💕23.关键字auto需要注意的点

💕24.auto遍历数组

 💕25.C++中的NULL更迭

（最新更新时间——2025.1.12）

 💕1.C++中main函数内部———变量的访问顺序

在C++中，main函数内部的变量的访问是有顺序存在的，其顺序分别为（从高到低）:->

局部变量——全局变量——命名空间域

具体是什么意思？请看代码：

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在局部变量与全局变量都存在时，main函数会优先访问局部变量，这也叫做局部优先原则

但如果不存在局部变量a=10呢？

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当局部变量被去除后，main函数内部还是会遵循访问顺序来访问，但是它访问不到局部变量a，所以它就会去访问全局变量a

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但这又是什么原因呢？有的人肯定会认为，这是因为rand是一个随机函数，创建rand变量就会与函数重名，但是这种原因是半对的，接着请看下图:->:

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我把rand放在这里又可以打印出来了，这是为什么？

其实真正的原因是，在全局变量的rand与头文件#include<stdlib.h>是在同一作用域下，（即全局作用域），在同一作用域下的rand函数与rand变量命名重复，所以才会出现第一种报错的情况

关于第二种情况，则是作用域不同导致的，因为rand函数作用在全局作用域，rand变量作用在局部作用域，所以，作用域不同，它们的效果也不同

那么，有没有一种方法，可以解除第一种情况呢？答案是有的，请看一下讲解:->:

💕2.命名空间域 namespace

什么是命名空间域?

在C++中，每一个命名空间域就相当于一个田地，在这个田地中可以有各种东西，如变量，结构体，函数等等，而你可以给这个田地命名，让它变为独一无二的田地（命名作用域），

命名空间域的书写:

namespace 专属名
{
    //任意
}

我们以第一大点中错误的rand命名为例

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如图所见，我们创建了命名空间域abc，在执行printf时，会优先在局部变量中找，找不到，再去全局变量，又找不到，最后去命名作用域找

注意:->我们在调用命名作用域时，运用到了 abc:: ，这表示访问命名作用域中的abc，当我们访问除了局部变量时的作用域，都可以这么表示，全局变量同理，如下图：

800760d8fd4d4df0a4cd5c753131398d.png

如图，在我们想用 ::访问全局变量时，需要注意的是::前面是有一位空格的

如果我们有多个重复的命名空间域，那这些命名空间域编译器会结合在一起的，请看代码->:

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;

namespace abc
{
	int rand = 100;
}

namespace abc
{
	int malloc = 200;
}
int main()
{
	cout << abc::rand<<' '<<abc::malloc;
	//输出100 200
}

💕3.命名空间域（代码示例）（不要跳）

 接下来是命名空间域的实际代码举例，包括（函数，结构体），以及命名作用域的嵌套

1.首先是 函数以及结构体 的调用方法

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2.命名空间域的嵌套

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💕4.多个命名空间域的内部重名

多个命名空间域可以在各自的内部重名吗？答案是可以的，因为每一个命名空间域都相当于一个菜园子，你的菜园子有变量A,我的菜园子就不能有了吗？那么代码举例如下：

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如图可见，不同命名空间域的内部是可以重名的，但是每一个命名空间域是不可以重名的，除非使用命名空间域嵌套-给重名的命名空间域分开

💕5.命名空间域的展开

在我们写main函数时，每使用一次命名空间域都要写一次a::,是不是很麻烦，如图:
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有没有一种方法，可以不这么麻烦呢？答案是有的兄弟，有的，像这么强的操作还有9....,

1种方法

那就是展开命名空间域

我们使用

using namespace 空间域名

 来进行展开

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如图，我们就不要再使用a::来访问了

但如果我们只想展开其中的一个呢？

代码如下：

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using 空间域名::空间域变量

这里就单独展开了空间作用域a中的b，再举一个例子，单独展开空间作用域里的函数或者结构体，先是展开函数，后是展开结构体

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💕6.展开的本质

 在C++中，使用using展开的本质是将命名空间域展开到全局作用域中，举例如下：

这是不展开的情况：可以看到没有报错，逻辑也符合我们所讲的，作用于全局作用域

2f50ecbe582947eea0794687302e9391.png

但如果我们展开了呢？

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如图，就会发生错误，因为展开后的空间作用域相当于变为了全局作用域，而变量的访问顺序是局部，全局，空间作用域，展开后的全局作用域中有两个相同名称的函数，那么main函数内部就会不知道调用哪个add函数

💕7.输入输出流（IO）

 在C++中，创建了新的输入和输出，它们的书写方式是:->

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{	
	int i = 0;
	int j = 0;
	cout << 20 << '\n' << 30 << '\n' << endl;//输出20，30   '\n'是换行
	cin >> i >> j;//输入 i j
	cout << i << " " << j << endl;//输出 i 空格 j
}
效果如下：
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接下来是逐步讲解：

1.为什么要用using space std;

答案:->:因为#include<iostream>是一个标准头文件，而这个头文件，其实是一个巨大的空间域 ，因此在使用时，我们需要先展开空间域std,否则就需要写成：

#include<iostream>
int main()
{	
	int i = 0;
	int j = 0;
	std::cout << 20 << '\n' << 30 << '\n' << std::endl;//输出20，30   '\n'是换行
	std::cin >> i >> j;//输入 i j
	std::cout << i << " " << j << std::endl;//输出 i 空格 j
}

2.cout是什么，cin是什么？

cout与cin都是空间域std里面的函数，cout表示输出除去，cin表示输入进来，当然如果各位不想用，printf与scanf也是可以正常使用在C++中的

3.endl是什么？

这里的endl,(注意不是end1，是英文L)，endl在C++中表示的就是换行的意思

💕8.缺省函数

什么是缺省函数？

缺省函数是C++中的一种函数，它支持了你在给函数传参时不需要将所有参数都传过去，代码如下->:

aad21cd83db94f6cae885fb8679e97f2.png

我们发现，即使什么都没传过去，也依旧输出了200，而且我们在创建函数时，将形参初始化了

而这种每个函数在接收处都初始化的函数，叫做全省函数

有部分初始化的叫做半缺省函数，如下：

7d9c9a0ff4ff4fe6aa2a18bc6653fff8.png

半缺省函数，需要从右往左缺省，不可以从左往右缺省，因为没有初始化的形参是必须传入值的，如果从左往右缺参，那就意味着我们不得不全部传参一遍

所以半缺省函数是要从右往左缺省的

那有的人问了，诶？那我跳着传不就可以了，但其实这是不可以的，代码如下：

3ccae3c6ff084a419b39e0a5316b2a18.png

答案显而易见，必须顺序传，不能跳跃着传

  💕9.函数的重载

在C++中，是支持函数的名称重复的，但并不是完全重复

要求这些同名函数作用在同一作用域

且函数的形参不同->:可以是 参数类型不同 或者 参数个数不同 或者 参数顺序不同，这也叫做函数的重载

那么，函数的重载具体是什么呢？代码如下：

 第一种情况：同名函数的形参类型不同——函数的重载

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由代码可见，同名函数的形参是不同的，但是依旧可以运行，没有报错，我们也不必担心编译器会不知道运行哪个函数，因为在我们使用函数传参时，编译器会智能的去辨别类型，进而判断出该用哪个函数

第二种情况：同名函数的参数个数不同——函数的重载

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由此可见，同名函数的参数的个数不同可以构成函数的重载

第三种情况：同名函数的形参类型顺序不同——函数的重载

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需要注意的是，形参的顺序不同需要满足同名函数的形参类型不能完全相同，如下：

b14ea0d5fa3a4f4c86e3737fb1b841e1.png

如果这么写的话，编译器也会不知道该调用哪个函数，这叫做调用歧义

注意点：返回值不可以作为函数重载的判断，因为调用时也无法区分

小练习->:

判断下面代码是否构成函数的重载

namespace bit1
{
	void total(int pa, int pb)
	{
		cout << "total(int pa, int pb)" << endl;
	}
}

namespace bit2
{
	void total(int px, int py)
	{
		cout << "total(int px, int py)" << endl;
	}
}
int main()
{
	bit1::total(3, 5);
	bit2::total(8, 8);
}

答案是否定的，因为两个同名函数并不作用于同一作用域下，所以并不构成函数的重载

💕10.引用的定义

在C++中，提出了“引用”的功能，什么是引用呢？

引用其实就是变量的别名

就相当于，你们班有一个学习特别好的人，数理化每次都是第一，那么这个同学就会获得三个别名，分别是“数学第一”，“物理第一”，“化学第一”，当你说数学第一时，大家知道你说的是他，当你说物理第一时，大家也知道你说的是他，这就叫做别名

引用书写方法->:

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我们知道，学习C语言时， & 是取地址的意思，难道在C++中改变了吗？

其实没有，只有在你像图中这么使用时才会变为引用的意义

此时，b为a的别名，那么我们调用b的时候，其实就是调用a

问题：我们在创建别名时，是开辟了新的空间吗？

我们可以验证一下：

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我们发现，b与a的地址一样，所以在引用时，并不会开辟新的空间，只会创建一个“别名”

💕11.引用的一些常见问题 

各位可以思考一下，这种情况下a,b会交换吗？

#include<iostream>
using namespace std;
void Swap(int& ta, int& tb)
{
	int tmp = ta;
	ta = tb;
	tb = tmp;
}

int main()
{
	int a = 100;
	int b = 20;
	Swap(a, b);
	cout << a <<" " << b << endl;
}

答案是会的，为什么？

我们先回到C语言时学习的交换，在C语言中，我们知道，如果不传地址的话，就无法改变两者的值，因为形参是实参的一份临时拷贝，swap函数会将a与b复制一份传给ta，tb，这时候会开辟新的地址空间，操作的是 ta 与 tb

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但是这样却交换了，首先我们知道，除去变量名就是变量类型，我们在形参中的变量类型是int&类型，这种类型本身就是引用，是属于一个别名，所以我们将a传过去时，会将a的引用

传给形参，实际上发生的是int& ta = a,int& tb = b；

此时ta与tb就是别名，而上述我们提到过，引用是不会开辟新的空间的，所以实际上操作的就是a与b

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注意小点1->:

在使用引用的过程中，我们也可以给别名引用，起出别名的别名，如下->:

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 注意小点2->:

在使用引用时，必须进行初始化，不可以说创建int&后就扔掉了，等一会有需要再用，代码如下：

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 注意小点3->:

一个变量可以有多个引用，但一个引用只可以绑定一个变量

#include<iostream>
using namespace std;


int main()
{	
	int a = 10;
	int& b = a;
	int& c = a;

	int l = 100;
	c = l;
	
}

以上代码的含义是什么？

A.让l赋值给C？

B.让c成为l的别名？

答案是A，引⽤⼀旦引⽤⼀个实体，再不能引⽤其他实体，所以这里是赋值

💕12.引用——权限的放大/缩小/平移

 在C++中，存在权限的放大，缩小，以及平移的问题，那么什么是权限的放大/缩小/平移呢？

请看代码->:

个人认为，权限的放大可以分为地址类与非地址类，首先讲解非地址类

非地址类->:

	//非地址时
	
	//权限的平移
	int a1 = 10;
	int& b1 = a1;

	//权限的缩小
	int a2 = 100;
	const int& b2 = a2;

	//权限的放大
	const int a3 = 100;
	//int& b3 = a3;  这里是错误写法
	//正确书写 
	const int& b3 = a3;

权限的平移（合法）->:

我们的变量a1是 int 类型的，而引用的b1也是 int 类型的，这说明类型的功能没有改变，属于权限的平移

权限的缩小（合法）->:

我们的a2是 int 类型的，而引用的b2是const int 类型的，我们知道，被const修饰后的变量，只可以读不可以修改，所以我们把一个既可以读又可以修改的变量，取了一个只可以读不可以修改的别名，这是属于权限的缩小，是合法的

权限的放大（非法）->:

我们的a3是const int 类型的，只可以读不可以修改，但是如果我们运行了错误的写法

(int& b3 = a3),那么就把只能读不能改的变量，取了一个即可以读又可以改的别名，这样的话，我们的b3是可以修改的，但是b3是a3的别名，我的本体不可以被修改，我的分身却可以修改我，这是权限的放大，是非法的

地址类->:

	//地址情况
	int a1 = 10;

	//权限的平移
	int* p1 = &a1;
	int*& pp = p1;

	//权限的缩小
	int* pp1 = &a1;
	const int* p2 = pp1;

	//权限的放大
	const int* p3 = &a1;
	int* p4 = p3;
	int*& p4 = p3;

原理与上述相同，但需要注意的是，权限的缩小并没有运用到别名，只是单纯的赋值，这也说明，权限的放大/缩小/平移，并不只是单独存在于引用之中，同时我们还需要注意一下写法

	//权限的缩小
	int* pp1 = &a1;
	const int* p2 = pp1;
	const int*& p3 = pp1;	//	错误的写法

为什么？因为它单纯触发了C++中const的安全保障，为了防治你用错间接修改上，所以禁止使用

思考->:

    //这是权限的放大吗？
    int a1 = 10;
	int b1 = 20;
	const int& r1 = a1 + b1;

答案是，是的，因为a1+b1得到的值是可以修改的，而r1不可以修改，所以这也是权限的放大

 💕13. 不存在的空引用

在我们使用引用时，是不可以实现空引用的，如下->:

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但是有一种写法是合法的->:如下：

	int* ptr = NULL;
	int& r = *ptr;
    cout << r << endl;

只不过打印不出来什么

💕14.引用作为函数参数的速度之快（代码体现）

运行以下代码，可以知道引用作为参数的运行快在哪里

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

我们可以发现，不以引用作为参数的话，那么在运行函数前就会重新开辟新的空间来作为临时变量，这需要消耗大量的栈佂与时间

而如果用引用作为参数的话，那么就不会开辟新的地址，因为实际运行的是A& a = i;这属于引用创建的别名，没有开辟新的空间，正如上述所讲，地址没有发生改变

 💕15.引用的思考 

int main()
{
	// 权限可以平移/缩小 不能放大
	double d = 12.34;

	// 类型转换
	int i = d;

	int& r2 = d;//报错
	const int& r1 = d;//不报错

	//r1不能修改d
	return 0;
}

我们知道，在 int i = d 时，因为类型的不同，所以它其实是有一个隐式类型转换的，此时，会将 d 复制一份并强制转化为 int类型 再赋值给 i ，所以 i 其实是复制 d 的一份 int 类型的值

其次当我们使用int& r2 = d时，因为d是double类型的，r2是int类型的，这里属于运算，还是会存在隐式类型转换，所以 r2 其实是 强制转化后的 d ,但是因为强制转化所生成的值是临时变量，临时变量是不可修改的，但是int& r2是可以修改的，这属于权限的放大，所以是不对的

那为什么我们使用const int& r1 = d 时，就不会报错呢？这里其实还是会因为类型的不同而存在强制类型转化，只要是运算就会存在强制类型转化，此时d还是会被复制一份并强制转化为int类型，而 r1 就是强制 int 类型的 d 的别名，但是被const修饰了，那就说明我们不可以对其进行修改值，属于权限的平移，也就不会报错，如果你想打印 r1 的话，你会发现打印出来的是 12 

 

 💕16.宏函数讲解


#define ADD(a, b) ((a) + (b))

int main()
{
	int ret = ADD(1, 2);
	cout << ADD(1, 2) << endl;
	int x = 1, y = 2;
	ADD(x & y, x | y);  // -> (x&y+x|y)

	return 0;
}

思考->:为什么宏函数的 a 与 b 要各自有一个括号，这是因为 a 与 b实行的是a+b,而在实行a+b时，正如我们在main函数中写到的，ADD(x&y,x|y),因为&与|操作符的优先级小于+，所以如果不加括号，就会变成x&y+x|y,这里就会先算成y+x，然后算x&(y+x),最后算(x&(y+x))|y

 💕17.内联函数存在的意义是什么

内联函数存在的意义

  • 内联函数最初的目的：代替部分 #define 宏定义；
  • 使用内联函数替代普通函数的目的：提高程序的运行效率；

💕18.如何书写内联函数

内联函数的书写方法->:

inline int Add(int a, int b)
{
	int ret = a + b;
	return ret;
}

int main()
{
	int c1 = Add(1, 2);
	cout << c1 << endl;

	return 0;
}

我们可以发现，只要在我们之前所写函数的样例前，加上关键字 "inline" 就属于内联函数

那么，内联函数的作用是什么?

 💕19.内联函数的意义与作用

 内联函数，相当于把一整个函数展开，相当于将代码全部放在main函数内，这样省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、 返回参数、执行return等过程，从而提高了速度

我们举一个简单的例子，如下->：

inline int Add(int a, int b)
{
	int ret = a + b;
	return ret;
}

int main()
{
	int c1 = Add(1, 2);
	cout << c1 << endl;

	return 0;
}

在这样的代码中，我们使用内联函数，省去了参数的空间开辟，省去了返回值的执行，更快地提高了运行的空间

但是这种情况并不是一直的，我们再举一个例子，如果说一个函数里有100行代码，而程序需要执行10000次，那么使用内联函数展开和不展开的区别是什么？

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我们思考下，如果我们不展开的话，每一次执行一次函数，一共执行了10000次，每一次都会创建栈佂并进行销毁

而如果展开呢，每展开一次main函数内部会执行100行代码，那么展开10000次一共就执行了100W行代码，开辟内存空间会相当巨大，这就会导致同一个游戏，不展开时更新的内存极小，而展开后更新的内存极大

但是好在C++中避免了这种情况，在C++中，为了防止各位乱搞，C++祖师爷会在函数内部特别长的时候，即使你使用内联函数展开，也不会让你展开，这是一个极其好的点，示例如下->:

先来一段函数代码极长的情况->:

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再由汇编码可见，即使我们使用了内联函数展开，依旧不会展开，因为函数内的代码太长了

(蓝色部分汇编码为调用函数——未展开)

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接下来是函数内部代码少的时候->:

32c273f28d774ed99aa5e0b58617d812.png

 2613d19cd46c4768abfd52aa7aae3f2a.png

由汇编码可见，使用内联函数展开确实展开了函数在main函数内，并没有调用函数

 💕20.内联函数注意事项 

inline不建议声明和定义分离到两个⽂件，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址，链接时会出现报错。

我们可以从汇编码知道，调用函数是因为能找到函数的地址，而使用inline展开后，函数就不会开辟空间也就是不会有地址，那么没有地址的话自然就调用不了函数，这就导致在.h与.c文件中使用内联函数会出现一些问题，请看代码->:

829ae4c8cd4147ba9379f59699ce6f85.png

我们发现，系统会报错，而这正是因为找不到main函数中找不到函数的地址，因为你展开到了abc.cpp中，因此函数的地址消失了，而main.cpp中就找不到了函数的地址，也就会编译错误，因此，在多文件时，我们都会将内联函数的声明和定义都写在头文件中

代码如下->:

ec92078bceec4988892d9ed4a6e0c342.png

abc.cpp中就不需要重复写了

💕21.内联函数的展开条件 （如何设置）

 首先，内联函数只有在Release时才会实现，而在Debug时并不会实现，但是Release的情况下汇编码极其冗长复杂，那么有没有一种方法可以在Debug时也可以展开呢？

答案是有的，接下来按照我的操作->:

87ff9d443c8f48ff956db9c22a95713e.png5e3fd182876540b9afb219834323b803.png

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b040d95c5a2a4e2281fb577e895c5ffe.png

💕22.关键字auto

关键字auto会自动识别变量的类型，具体代码实例如下->:

int main()
{
	auto a = 2;
	auto b = 2.2;
	auto c = 3.f;
	auto p = &a;
	cout << typeid(a).name() << endl;//打印int
	cout << typeid(b).name() << endl;//打印double
	cout << typeid(c).name() << endl;//打印float
	cout << typeid(p).name() << endl;//打印int*
}

这里使用到了typeid().name,它会自动识别出变量的类型

💕23.关键字auto需要注意的点

在使用auto时，我们需要注意几点，如下->:

55f7e8deb74149a48a13332bb34f79f4.png6886b91033d847adbf9b1315be74c828.png

在auto后面时，如果我们什么都没加，那它就会自动识别为什么类型，但如果我们加了一些东西，那么我们传入的类型就必须是与之对应的

💕24.auto遍历数组

 在C++中，我们想要遍历数组，可以使用除了for别的方法，那就是auto，具体代码如下->：

int main()
{	
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	// 自动取数组arr中，赋值给k
	// 自动++，自动判断结束
	for (auto& k : arr)
	{
		cout << k << " ";
	}
}

这里的意思是指，自动取数组arr，将它赋值给它的别名-k,再自动++，并自动判断是否结束

 💕25.C++中的NULL更迭

先看图片->:

f4082520afe34e2fb7bb8f5d412166bb.png

在C语言中，我们通常指NULL就是空指针，但实际上，在C语言中的宏，NULL被定义为0，这也就导致了一个坑，当我们传参为NULL时，实际上会调用void f(int i)这种函数，直到C++中，这个坑被填平 

在C++中，空指针被重新命名为 nullpter 因此在以后的C++中，空指针都会用nullptr表示，防止混淆

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