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1 命名空间

1.1 namespace的价值

由于变量 函数，和类大量存在于全局作用域中可能会引起冲突，所以我们引入并使用命名空间对标识符进行本地化，以避免命名冲突和命名污染

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
// 编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
1

上述代码就会出现编译报错，原因就是stdlib库里的rand函数和变量rand发生了冲突

那么我们在C++里怎么使用namespace来解决问题呢？

1.2 namespace的定义

1 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。命名空间中可以定义变量/函数/类型等。

2 namespace本质是定义出⼀个域，这个域跟全局域各自独立，不同的域可以定义同名变量，所以下面的rand不在冲突了。

3 C++中域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/类型出处(声明或定义)的逻辑，所有有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的生命周期，命名空间域和类域不影响变量生命周期。

4 namespace只能定义在全局，当然还可以嵌套定义。

5 项目工程中多文件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace，不会冲突。

6 C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中

namespace name
{int rand = 10;//可以定义变量int x=0;int y=0;int Add(int left, int right)//可以定义加法函数{return left + right;}struct Node //可以定义结构体{struct Node* next;int val;};
}

如上述代码所示，rand变量不会冲突，且我们可以在命名空间域中定义变量，创建函数，定义结构体，定义类，枚举，类型别名，甚至是嵌套命名空间

1.3 命名空间使用

#include<stdio.h>
namespace bit
{
int a = 0;
int b = 1;
}
int main()
{
// 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
printf("%d\n", a);
return 0;
}
1

如上图所示 

// 指定命名空间访问
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
return 0;
}

// using将命名空间中某个成员展开
using N::b;
int main()
{
printf("%d\n", N::a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}

 这里的  using N::b;  语句中b就是展开的成员

// 展开命名空间中全部成员
using namespce N;
int main()
{
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}

 这里 using namespce N; 语句就是展开N中所有的成员

2 C++的输入和输出

1   <iostream> 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输⼊、输出流库，定义了标准的输⼊、输出对象。

2     std::cin 是 istream 类的对象，它主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输入流。

3    std::cout 是 ostream 类的对象，它主要面向窄字符的标准输出流。

4    std::endl 是⼀个函数，流插入输出时，相当于插⼊⼀个换行字符加速刷新缓冲区。

5    << 是流插⼊运算符，>> 是流提取运算符。（C语言还用这两个运算符做位运算左移/右移）

6    使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输⼊输出时那样，需要手动指定格式，C++的输入输出可以自动识别变量类型(本质是通过函数重载实现的），其实最重要的是

C++的流能更好的支持自定义类型对象的输入输出。

7    IO流涉及类和对象，运算符重载、继承等很多面向对象的知识

8    cout/cin/endl等都属于C++标准库，C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中，所以要 通过命名空间的使用方式去用他们。

9    ⼀般日常练习中我们可以using namespace std，实际项目开发中不建议using namespace std。

10    这里我们没有包含<stdio.h>，也可以使用printf和scanf，在包含<iostream>间接包含了vs系列编译器是这样的，其他编译器可能会报错。

 3 函数重载

C++支持在同⼀作用域中出现同名函数，但是要求这些同名函数的形参不同，可以是参数个数不同或者类型不同。这样C++函数调用就表现出了多态行为，使用更灵活。C语言是不支持同⼀作用域中出现同名函数的

参数类型不同 

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}

 参数个数不同

// 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、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;
}

 但是返回值不同不能作为重载条件

// 返回值不同不能作为重载条件，因为调⽤时也⽆法区分
//void fxx()
//{}
//
//int fxx()
//{
// return 0;
//}
// 下⾯两个函数构成重载
// f()但是调⽤时，会报错，存在歧义，编译器不知道调⽤谁
void f1()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f1(int a = 10)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0

4 缺省参数

1 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，缺省参数分为全缺省和半缺省参数。（有些地方把缺省参数也叫默认参数）

2 全缺省就是全部形参给缺省值，半缺省就是部分形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省，不能间隔跳跃给缺省值。

3 带缺省参数的函数调用，C++规定必须从左到右依次给实参，不能跳跃给实参。

4 函数声明和定义分离时，缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，规定必须函数声明给缺省值。

// 全缺省
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}

 以上为全缺省示例

// 半缺省
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}

以上为半缺省示例，这里的顺序是固定的，不能更改

具体应用

// Stack.h
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;
int capacity;
}ST;
void STInit(ST* ps, int n = 4);
// Stack.cpp
#include"Stack.h"
// 缺省参数不能声明和定义同时给
void STInit(ST* ps, int n)
{
assert(ps && n > 0);
ps->a = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
ps->top = 0;
ps->capacity = n;
}
// test.cpp
#include"Stack.h"
int main()
{
ST s1;
STInit(&s1);
// 确定知道要插⼊1000个数据，初始化时⼀把开好，避免扩容
ST s2;
STInit(&s2, 1000);
return 0；
}

 以上栈的示例，初始化时用上缺省参数有效的避免了开辟空间时的浪费，同时也强调了缺省参数不能再声明和定义同时给

5 引用 

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。

 使用规范如下

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
// 引⽤：b和c是a的别名
int& b = a;
int& c = a;
// 也可以给别名b取别名，d相当于还是a的别名
int& d = b;
++d;
// 这⾥取地址我们看到是⼀样的
cout << &a << endl;
cout << &b << endl;
cout << &c << endl;
cout << &d << endl;
return 0;
}

void STInit(ST& rs, int n = 4)
{
rs.a = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
rs.top = 0;
rs.capacity = n;
}

​
void ListPushBack(LTNode*& phead, int x)
{
LTNode* newnode = (LTNode)malloc(sizeof(LTNode));
newnode->val = x;
newnode->next = NULL;
if (phead == NULL)
{
phead = newnode;
}
else
{
//...
}
}​

int main()
{
const int a = 10;
// 编译报错：error C2440: “初始化”: ⽆法从“const int”转换为“int &”
// 这⾥的引⽤是对a访问权限的放⼤
//int& ra = a;
// 这样才可以
const int& ra = a;
// 编译报错：error C3892: “ra”: 不能给常量赋值
//ra++;
// 这⾥的引⽤是对b访问权限的缩⼩
int b = 20;
const int& rb = b;
// 编译报错：error C3892: “rb”: 不能给常量赋值
//rb++;
return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
const int& ra = 30;
// 编译报错: “初始化”: ⽆法从“int”转换为“int &”
// int& rb = a * 3;
const int& rb = a*3;
double d = 12.34;
// 编译报错：“初始化”: ⽆法从“double”转换为“int &”
// int& rd = d;
const int& rd = d;
return 0;
}

 6 inline

1  用inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用的地方展开内联函数，这样调用内联函数就不需要建立栈帧了，就可以提高效率。

2  inline对于编译器而言只是一个建议，也就是说，你加了inline编译器也可以选择在调用的地方不展开，不同编译器关于inline什么情况展开各不相同，因为C++标准没有规定这个。inline适用于频繁调用的短小函数，对于递归函数，代码相对多⼀些的函数，加上inline也会被编译器忽略。

3  C语言实现宏函数也会在预处理时替换展开，但是宏函数实现很复杂很容易出错的，且不方便调试，C++设计了inline目的就是替代C的宏函数。

4  vs编译器 debug版本下面默认是不展开inline的，这样方便调试。（可以观察汇编语言来查看是否展开）

5  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。

样例如下 

#include<iostream>
using namespace std;
inline int Add(int x, int y)
{
int ret = x + y;
ret += 1;
ret += 1;
ret += 1;
return ret;
}
int main()
{
// 可以通过汇编观察程序是否展开
// 有call Add语句就是没有展开，没有就是展开了
int ret = Add(1, 2);
cout << Add(1, 2) * 5 << endl;
return 0;
}

这里抽空讲一下宏实现，主要有以下三个问题

// 正确的宏实现

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

// 为什么不能加分号 ?

// 为什么要加外⾯的括号 ?

// 为什么要加⾥⾯的括号 ?

1 宏在预处理器阶段是进行简单的文本替换。如果在宏定义中加了分号，那么在使用宏的时候，可能会导致语法错误。

2 外层的括号是为了确保宏展开后的表达式在更大的表达式中能够正确计算优先级。如果不加外层括号，可能会因为运算符优先级问题导致意外的结果。

3 内层的括号是为了防止宏参数本身是表达式时，因运算符优先级问题导致错误。

7 nullptr 

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

1 C++中NULL可能被定义为字面常量0，或者C中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，本想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调用了f(int x)，因此与程序的初衷相悖。f((void*)NULL);调用会报错。

2 C++11中引入nullptr，nullptr是一个特殊的关键字，nullptr是一种特殊类型的字面量，它可以转换成任意其他类型的指针类型。使用nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为nullptr只能被隐式地转换为指针类型，而不能被转换为整数类型

 案例如下

#include<iostream>
using namespace std;
void f(int x)
{
cout << "f(int x)" << endl;
}
void f(int* ptr)
{
cout << "f(int* ptr)" << endl;
}
int main()
{
f(0);// 本想通过f(NULL)调⽤指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调⽤了f(int
x)，因此与程序的初衷相悖。f(NULL);f((int*)NULL);// 编译报错：error C2665: “f”: 2 个重载中没有⼀个可以转换所有参数类型// f((void*)NULL);f(nullptr);return 0;}