目錄

知識點1 C++的概述

1 C++的特征

2 C++程序的編輯、編譯和執(zhí)行

3 第一個C++源程序

4 面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想

4.1 面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想初始

4.2 面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想的核心

知識點2 C++對C的擴展

1 作用域訪問運算符(::)

2 名稱空間域

2.1 創(chuàng)建名稱空間域

2.2 已有名稱空間域成員訪問

2.3 多文件名稱空間域創(chuàng)建

3 語法檢測增強

3.1 同名未初始化全局變量

3.2 數(shù)據(jù)類型語法增強

3.3 新增bool數(shù)據(jù)類型

3.4 函數(shù)的參數(shù)問題

3.5 三目運算符增強

3.6 const 增強

3.7 struct增強

4 引用(reference)

4.1 引用定義

4.2 數(shù)組的引用

4.3 函數(shù)中的引用

4.4 指針的引用

4.5 常量的引用

4.6 引用和指針的關(guān)系

知識點3 函數(shù)重載和函數(shù)默認參數(shù)

1 函數(shù)重載

2 函數(shù)的默認參數(shù)值

3 函數(shù)的占位參數(shù)

4 函數(shù)重載和函數(shù)默認參數(shù)值同時使用

知識點4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)

1 內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義

2 內(nèi)聯(lián)函數(shù)編譯

3 內(nèi)聯(lián)函數(shù)和普通函數(shù)的區(qū)別

知識點5 C++中的輸入輸出

知識點6 字符串類

知識點7 C++內(nèi)存管理

1 C語言中存管理方式

2 C++內(nèi)存管理

2.1 運算符new和delete的使用

2.2 new和malloc區(qū)別

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一， C++的概述

1 C++的特征

????????所謂的C++，是對C的擴展；c++語言在 c 語言的基礎上添加了面向?qū)ο缶幊毯头盒途幊痰闹С帧?/p>

1. C++ 繼承C語言的思想：具備C語言面向過程的思想，語言高效、簡潔，具有可移植性;

2. C++ 具備面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想；

3. 模板支持的泛型編程；

2 C++程序的編輯、編譯和執(zhí)行

????????由于C++繼承了C語言的特性，也就是說C語言程序可以作為C++程序。

????????在Linux系統(tǒng)中，GNU工具中提供了C++編譯器：g++，整個程序的編譯過程依然分為4個階段：

????????整體編譯：g++ 源程序文件 可以使用-o指定輸出可執(zhí)行文件名稱，如果未指定則默認生成可執(zhí)行文件 a.out

1. 預處理階段

????????實現(xiàn)預處理指令的執(zhí)行：頭文件的展開、宏（標識符常量和標識符語句）定義的替換、語句的選擇編譯

g++ -E hello.c -o hello.i

2. 編譯階段

????????實現(xiàn)預處理后程序語法的檢測，并生成匯編指令；

????????g++ -S hello.i -o hello.s

3. 匯編階段

????????實現(xiàn)將匯編指令翻譯為二進制機器指令；

????????g++ -C hello.s -o hello.o

4. 鏈接階段

????????實現(xiàn)將程序中所有的.o文件進行鏈接、依賴庫鏈接和啟動程序連接；

????????g++ hello.o -o hello

3 第一個C++源程序

#include <iostream>        /* 添加頭文件：標準庫頭文件（提供標準輸入輸出流） */
using namespace std;       /* 做名稱空間域聲明，聲明后可以直接對名稱空間域中的函數(shù)和變量符號進行直接訪問 */int main()
{/* cout：標準輸出流，std::cout；endl：是換行標識，定義在std::endl;   */cout << "hello world" << endl;    /* 等價于：printf("hello world"); */return 0;
}

1. C++源程序后綴：

????????源程序文件可以使用.c、.cxx、.cpp

????????????????在C++源程序設計過程中，一般情況將源程序文件后綴設置為.cpp(可移植性更好)。

2. 頭文件的包含：

3. namespace 做名稱空間域的聲明

????????在C++中新增名稱空間域，避免同一個程序中的多個同名變量和函數(shù)的訪問。

4. cout和endl

????????cout是標準C++庫中所提供的標準輸出流，在名稱空間域std中定義；

????????endl是標準C++庫中提供的換行標識，同時刷新緩沖區(qū)；在名稱空間域std中定義；

4 面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想

4.1 面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想初始

1. 面向過程程序設計思想

????????所謂的面向過程程序設計思想，指的是以解決問題的思路為步驟，按照步驟先后順序依次執(zhí)行逐一解決問題的過程。

????????面向過程編程思想的核心：功能分解，自頂向下，逐層細化（程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法）。

2. 面向過程程序設計思想

????????所謂面向?qū)ο缶幊?#xff08;Object-Oriented Programming）簡稱 OOP 技術(shù)

????????任何類對象都具有一定的屬性和操作行為，可以將屬性抽象為具體數(shù)據(jù)類型變量和常量存儲、將操作行為抽象為具體的函數(shù)及其算法。

????????所謂的對象 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法；

????????程序 = 對象 + 對象 + ……

4.2 面向?qū)ο蟪绦蛟O計思想的核心

1. 封裝

????????所謂的封裝，實質(zhì)是將相同的對象的屬性抽象為具體數(shù)據(jù)類型的成員變量和對象的行為抽象為具體的成員函數(shù)。并同時使用訪問權(quán)限修飾封裝的過程。

2. 繼承

????????所謂的繼承，表示類與類之間的關(guān)系，在構(gòu)造新的類的時候，如果新構(gòu)造的類對象和原有類型對象之間滿足：is關(guān)系的時候，讓新構(gòu)造類對象繼承原有類對象的屬性和行為的過程。

????????繼承可以有效實現(xiàn)代碼重用，避免代碼和數(shù)據(jù)冗余。

3. 多態(tài)

????????所謂的多態(tài)，指的是“一個接口，多種方法”。在程序運行過程中決定接口的具體行為。

二， C++對C的擴展

1 作用域訪問運算符(::)

????????在C++中增加了作用域訪問運算符(::)，可以修飾函數(shù)和變量的作用域，以實現(xiàn)在同一個程序中對不同作用域下同名成員變量和成員函數(shù)的訪問。

具體的語法格式：

????????作用域::函數(shù)和變量符號

????????????????1) 作用域可以是全局作用域、具備作用域、名稱空間域和類域；

????????????????2) 函數(shù)和變量符號、可以是C函數(shù)和變量、類成員函數(shù)和變量以及名稱空間域成員函數(shù)和變量；

1. 全局變量和局部變量

????????作用域省略：此時默認作用為全局域且僅為全局域；

????????作用域和作用域訪問運算符省略：模塊內(nèi)使用，

????????????????1) 模塊內(nèi)有定義，此時訪問的模塊內(nèi)域中的函數(shù)和變量；

????????????????2) 模塊內(nèi)未定義，此時訪問全局的函數(shù)和變量；

#include <stdio.h>int a = 1;        /* 定義一個全局作用的變量 */int main()
{int a = 3;    /* 在局部模塊內(nèi)定義了和全局同名的局部變量和函數(shù)，局部覆蓋全局 *//* 省略作用域和作用域運算符的時候，模塊內(nèi)有局部變量則覆蓋全局變量，訪問的是局部變量，否則模塊內(nèi)沒有局部變量則訪問全局變量 */printf("a = %d\n", a);  /* 只省略作用域而未省略作用訪問運算符的時候，默認作用域為全局域且只能為全局域 */printf("::a = %d\n", ::a);
}

2. 作用域為類域或者名稱空間域

????????所謂的變量和函數(shù)是指定類域或者名稱空間域中的成員和變量；

#include <stdio.h>int a = 1;namespace myspace {int a = 4;    /* 定義變量a的作用域為myspace名稱空間 */};int main()
{int a = 3;printf("a = %d\n", a); printf("::a = %d\n", ::a);/* 在作用域和作用域運算符不省略的時候，作用域為名稱空間域和類域，所訪問的是指定作用域中的變量和函數(shù) */printf("myspace::a = %d\n", myspace::a);
}

2 名稱空間域

????????所謂名稱空間域，指的是將特殊的符號常量、變量、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、枚舉等數(shù)據(jù)量，使用關(guān)鍵字namespace的名稱空間域進行封裝，此時數(shù)據(jù)符號只能在名稱空間域中和通過名稱空間域進行訪問訪問，從而解決程序中因為同名導致訪問函數(shù)或者變量沖突的問題。名稱空間域也稱為命名空間/名字空間/名稱空間

2.1 創(chuàng)建名稱空間域

1. 語法格式

namespace 名稱空間域的名稱 {/* 符號常量、變量、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、枚舉等 */
}

2. 創(chuàng)建名稱空間域?qū)嵗?/p>

????????a) 創(chuàng)建有名命名空間

#include <stdio.h>int a = 3;        /* a作用域為全局域 */namespace myspace {enum {Frist = 1,second};/* 名稱空間域中定義成員變量 */int a = 5;        /* C++中增加名稱空間域，a的作用域為名稱空間域：可以在名稱空間域內(nèi)訪問，也可以通過名稱空間域訪問 *//* 名稱空間域中定義和聲明成員函數(shù) */void show(void) {printf("myspace -> a = %d, second = %d\n", a, second);    /* 在名稱空間域內(nèi)訪問 */}/* 名稱空間域中聲明成員函數(shù)，在名稱空間域外實現(xiàn)定義 */void test(void);
}/* 在名稱空間域外部實現(xiàn)名稱空間域中函數(shù)的定義 */
void myspace::test(void)
{printf("myspace::test()\n");
}/* 名稱空間域具有開放性：如果新創(chuàng)建的名稱空間域已經(jīng)存在，則此時是在原同名名稱空間域中新增成員*/
namespace myspace {int b = 1;
}/* 名稱空間域可以嵌套創(chuàng)建 */
namespace myspace {/* 在myspace名稱空間域中創(chuàng)建Aspace名稱空間域 */namespace Aspace {int a = 33;}/* 在myspace名稱空間域中創(chuàng)建Bspace名稱空間域 */namespace Bspace {int a = 44;}
}void create_namespace(void)
{/* 名稱空間域的創(chuàng)建只能全局創(chuàng)建，不能局部創(chuàng)建 */namespace A {        /* error:‘namespace’ definition is not allowed here */int a = 111;}
}int main()
{int a = 4;        /* 作用域為局部作用域，只能在main函數(shù)模塊內(nèi)訪問 */printf("myspace::a = %d\n", myspace::a);        /* 通過名稱空間域訪問名稱空間域中所定義的變量 */myspace::show();
//    printf("second = %d\n", second);                /* error,  */myspace::test();printf("myspace::b = %d\n", myspace::b);printf("myspace::Aspace::a = %d, myspace::Bspace::a = %d\n", myspace::Aspace::a, myspace::Bspace::a);
}

b) 創(chuàng)建無名命名空間

#include <iostream>
using namespace std;int a = 3;
/* 創(chuàng)建無名命名空間域：*  無名命名空間中的成員只能在當前文件中訪問，相當于使用s
tatic修飾;*  如果成員符號和全局變量或者函數(shù)等符號相同，訪問出現(xiàn)異常*/
namespace {int a = 4;int b = 5;    
}int main()
{//cout << a << endl;    /* error,此時的變量可以訪問到全局變量a和無名命名空間中的a */cout << b << endl;
}

2.2 已有名稱空間域成員訪問

????????名稱空間域中成員訪問

????????1) 使用作用域訪問運算符訪問：

????????????????名稱空間域::成員變量

????????????????名稱空間域::成員函數(shù)();

???????std::cout << "namespace" << std::endl;/* 訪問std名稱空間域中的cout和endl */

????????2) 先聲明名稱空間域，然后直接符號訪問

using namespace std; /* 對整個名稱空間域進行聲明 */cout << "namespace" << endl; /* 已聲明名稱空間域中的符號可以直接使用符號訪問 */

3) 聲明名稱空間域中的符號，然后直接符號訪問

using std::cout; /* 對名稱空間域中的單個符號進行聲明 */cout << "namespace" << std::endl; /* 已聲明符號可以直接訪問，未聲明符號需要通過作用域訪問運算符訪問 */

2.3 多文件名稱空間域創(chuàng)建

在實際應用過程中，可能多個文件中的成員在同一個名稱空間域中，在創(chuàng)建空間域的時候注意：

????????1) 對于名稱空間域中的成員函數(shù)和成員變量的定義不能在頭文件中定義，只能在源程序中定義，否則出現(xiàn)重復定義；

????????2) 在頭文件中創(chuàng)建名稱空間域的時候，名稱空間域中只能用于函數(shù)的聲明。

????????3) 名稱空間域中成員變量只能在源文件中定義，此時的作用只能作用域所定義的文件中名稱空間域中；

1. 名稱空間域的創(chuàng)建的頭文件：myspace.h

#ifndef _MYSPACE_H_
#define _MYSPACE_H_#include <iostream>
using namespace std;/* 創(chuàng)建名稱空間域 */
namespace myspace {/* 在名稱空間域中進行成員函數(shù)的聲明 */void test(void);
# if 0/* 在頭文件中做成員變量和函數(shù)的定義，可能出現(xiàn)重復定義錯誤 */void show(){cout << "myspace::show()" << endl;}int a;
#endif
}#endif

2. 源程序文件：myspace.cpp

#include <iostream>
#include "myspace.h"
using namespace std;/* 定義名稱空間域中的成員函數(shù) */
void myspace::test(void)
{cout << "myspace::test(void)" << endl;
}namespace myspace {int b = 34;
}

3. 應用程序：app.cpp

#include <iostream>
#include "myspace.h"
using namespace std;
using namespace myspace;namespace myspace {int c = 112;
}int main()
{test();
#if 0cout << "a = " << a << endl;cout << b << endl;cout << myspace::b << endl;    /* error：只能在定義源程序文件中訪問 */
#endifcout << c << endl;
}

3 語法檢測增強

3.1 同名未初始化全局變量

????????在C語言語法中，同名變量的出現(xiàn)表示變量的聲明；而在C++語言中，同名變量的出現(xiàn)表示未重復定義；

#include <stdio.h>int a = 34;
/* 同名未初始化全局變量*     在C語言程序中，如果出現(xiàn)同名未初始化全局變量則表示全局變量的聲明*    在C++語言程序中，如果出現(xiàn)同名未初始化全局變量則表示全局變量重復定義出現(xiàn)語法錯誤，*/
int a;        int main()
{printf("a = %d\n", a);
}

3.2 數(shù)據(jù)類型語法增強

#include <stdio.h>int main()
{int a = 0x12345678;char c = a;/* 小數(shù)據(jù)類型指針指向大數(shù)據(jù)類型空間：* C語言中，語法警告；C++中語法錯誤*/char *p = &a;
}

3.3 新增bool數(shù)據(jù)類型

????????在C語言中所使用的bool數(shù)據(jù)類型不能訪問，需要添加頭文件#include <stdbool.h>才能訪問；也就是說在C標準庫中未聲明bool數(shù)據(jù)類型，在C標準庫之外進行bool數(shù)據(jù)類型的聲明。

????????在C++語言中，直接新增bool數(shù)據(jù)類型及其數(shù)據(jù)符號true和false；可以直接訪問。

3.4 函數(shù)的參數(shù)問題

#include <stdio.h>
/* 在函數(shù)聲明和定義的時候，沒有形參列表(也沒有void)的時候：* 在C語言中，表示為可變形參，在函數(shù)調(diào)用的時候，傳遞的參數(shù)個數(shù)和參數(shù)的數(shù)據(jù)類型都是可變的(傳遞任意個數(shù)的任意數(shù)據(jù)類型實參數(shù)據(jù)值賦值給形參)；但是函數(shù)無形參接收。* 在C++中，表示函數(shù)無形參列表，形參列表等價于void；在函數(shù)調(diào)用的時候不能傳遞參數(shù)值。*/
void test()
{}/* 在函數(shù)聲明和定義的時候，函數(shù)的形參列表中的形參只有形參變量名，而沒有形參數(shù)據(jù)類型* 在C語言中，無語法錯誤，默認將形參數(shù)據(jù)類型為int數(shù)據(jù)類型變量；* 在C++中，語法錯誤。*/
void test1(a)
{}int main()
{test();test('a');test("test");test(1,2,3,4,5);test1(2);test1(2, 3); test1("abc");
}

3.5 三目運算符增強

1. 左值和右值

????????在含有賦值運算符的表達式中，所謂的左值指的是賦值運算符左邊的變量及其表達式稱為左值，左值一定是可以被修改的量；所謂的右值指的是賦值運算符右邊的變量、常量及其表達式值。

2. 三目運算符

????????條件表達式 ？表達式1 :表達式2；

????????????????執(zhí)行過程：執(zhí)行條件對表達式的結(jié)果進行判斷

????????????????1) 如果結(jié)果為true，則執(zhí)行表達式1；

????????????????2) 否則如果結(jié)果為false，則執(zhí)行表達式2；

3. C和C++中的三目運算符

????????三目運算符在C語言中，表達式1和表達式2不能作為左值，而在C++中對表達式1和表達式2變量進行引用作為左值。

3.6 const 增強

1. C語言中的const變量

????????const修飾的變量為只讀變量，不可以直接修改，可以使用指針做間接修改const修飾變量的值。

#include <stdio.h>int main()
{const int a = 3;        /* 給變量a分配內(nèi)存空間，a訪問權(quán)限為 read-only，不能直接通過變量a修改存儲空間的數(shù)據(jù)值 */int *p = &a;            /* p存儲變量a存儲空間地址，可以通過指針變量p間接修改a存儲空間數(shù)據(jù)值 */printf("a = %d, *p = %d\n", a, *p);
//      a = 5;  /* error: assignment of read-only variable ‘a(chǎn)’ */*p = 10;printf("a = %d, *p = %d\n", a, *p);
}

2. C++中的const變量

????????a) const常量

????????const修飾的變量，稱為常變量，也稱為常量，不能被修改（即不可以直接通過變量本身修改，也不可以通過指針間接修改）。

#include <stdio.h>int main()
{const int a = 3;    /* 不會給const變量分配空間，變量a存儲在符號常量表中 */int *p = &a;        /* 給符號變量a取地址運算&a，開辟臨時存儲空間，變量a的數(shù)據(jù)值，將臨時存儲空間地址賦值給指針變量p */printf("a = %d, *p = %d\n", a, *p);
//      a = 5;  /* error: assignment of read-only variable ‘a(chǎn)’ */*p = 10;    /* 修改臨時存儲空間中的數(shù)據(jù)值 */printf("a = %d, *p = %d\n", a, *p);    /* a = 3, *p = 10*/
}

b) C++中const常量和#define常量區(qū)別：

共同點：

????????const修飾的常量和#define定義的符號常量都是常量，只讀不能被修改。

不同點：

????????1) 類型檢測：const修飾的常量有數(shù)據(jù)類型，在編譯過程中做類型安全檢測；而#define定義的標識符常量無類型。

????????2) 作用域：const修飾的常量有作用域，而#define定義標識符常量無作用域限制；

在C++中常量，建議使用const常量實現(xiàn)。

3.7 struct增強

????????struct是一個關(guān)鍵字，所修飾的數(shù)據(jù)類型為結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型

1. 在C語言中結(jié)構(gòu)體成員

????????C語言中的結(jié)構(gòu)體用于對數(shù)據(jù)成員的封裝：成員可以數(shù)據(jù)成員變量和指針(數(shù)據(jù)類型指針和函數(shù)指針)成員變量。

2. 在C++中結(jié)構(gòu)體成員增強

????????a) 成員可以C語言中的數(shù)據(jù)成員和指針成員之外，還可以將函數(shù)作為成員；

????????b) 使用結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型(定義變量和指針)的時候，可以省略struct關(guān)鍵字，實質(zhì)就是C++中的類。

????????c) 成員增加訪問權(quán)限修飾：

????????private：私有成員，只能在當前類中訪問；

????????protected：受保護成員，可以在當前類及其派生類中訪問；

????????public：公有成員，可以在任意位置訪問。

#include <stdio.h>
#if 0
struct Stu {int num;char name[32];void (*func_p)(void);
};
#else
struct Stu {
private:    /* 1. 在C++中成員新增訪問權(quán)限修飾: */int num;
protected:char name[32];
public:void (*func_p)(void);/* 2. 在C++中結(jié)構(gòu)體成員可以是函數(shù) */void show(void) {printf("show()");}};
int main()
{struct Stu stu;Stu stu1;    /* 3.C++中結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型可以省略關(guān)鍵字struct */}

4 引用(reference)

????????所謂的引用，指的是對變量進行引用訪問，也稱為給變量取別名。變量和引用為同一內(nèi)存空間。

4.1 引用定義

語法：

????????數(shù)據(jù)類型 & 引用變量名稱；

????????????????數(shù)據(jù)類型：引用變量的數(shù)據(jù)類型，需要和被引用的數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)類型保持一致；

????????????????& ：特殊符號，表示所定義的數(shù)據(jù)類型變量為引用數(shù)據(jù)變量；

????????注意：

????????????????1) 在定義引用變量的時候，需要對引用變量進行初始值設置；

????????????????2) 對于引用變量，只能引用一個對象，不能引用多個對象。

#include <stdio.h>int main()
{int a = 3;int b = 5;int &c = a;    /* 定義引用變量c，所引用的對象為變量a，此時a所謂的存儲空間和c所訪問的存儲空間為相同內(nèi)存空間 */printf("&a = %p, &b = %p, &c = %p\n", &a, &b, &c);printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c); c = b;      /* 賦值運算：將變量b的值賦值給變量c */printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c); }

4.2 數(shù)組的引用

#include <iostream>
using namespace std;typedef int ARR[5];    int main()
{int i;int arr[5] = {1,2,3,4,5};    /* 定義有5個int類型元素的一維數(shù)組并初始化 *//* 數(shù)組的引用需要整體引用：r_arr是一個引用數(shù)組類型變量，引用的數(shù)據(jù)類型變量是一個有5個int類型元素的一維數(shù)組arr */int (&r_arr)[5] = arr;        /* 等價于：ARR & r_arr = arr */r_arr[3] = 333;cout << arr <<" arr: ";for (i = 0; i < 5; i++) cout << arr[i] << " ";cout << endl;cout << r_arr <<" r_arr: ";for (i = 0; i < 5; i++) cout << r_arr[i] << " ";cout << endl;
}

4.3 函數(shù)中的引用

1. 形參引用

????????在函數(shù)中，將函數(shù)的形參設置為引用類型變量，在函數(shù)調(diào)用的時候，根據(jù)所傳遞實參確定形參具體所引用對象。實質(zhì)將實參引用傳遞給形參(實參取別名為形參)，在函數(shù)內(nèi)部訪問形參也就訪問實參存儲空間(通過形參修改實參變量的值)。

#include <iostream>
using namespace std;void swap(int a, int b)
{    cout << __LINE__ << ", a = " << a << ", b = " << b << endl;int tmp = a;a = b;b = tmp;cout << __LINE__ << ", a = " << a << ", b = " << b << endl;
}/* 在函數(shù)定義的時候，將形參設置為引用變量，在函數(shù)調(diào)用的時候進行引用設置，所引用對象為傳遞的實參對象 */
void Swap(int &c, int &d)
{    cout << __LINE__ << ", c = " << c << ", d = " << d << endl;int tmp = c;c = d;d = tmp;cout << __LINE__ << ", c = " << c << ", d = " << d << endl;
}int main()
{int x = 5; int y = 2;cout << __LINE__ << ", x = " << x << ", y = " << y << endl;swap(x, y);cout << __LINE__ << ", x = " << x << ", y = " << y << endl;Swap(x, y);        /* 在函數(shù)調(diào)用的時候：c引用x，d引用y；在函數(shù)調(diào)用結(jié)束，返回實參修改結(jié)果 */cout << __LINE__ << ", x = " << x << ", y = " << y << endl;
}

2. 函數(shù)返回值為引用

#include <iostream>using namespace std;int & test0(void)
{static int a = 4;        /* 定義static修飾的局部變量，作用域局部模塊域，生命周期為程序執(zhí)行到程序結(jié)束 */cout << "&a :" << &a << endl;return a;
}int & test1(void)
{int b = 5;        /* auto局部變量，生命周期為模塊域，不能作為返回引用對象 */cout << "&b :" << &b << endl;return b;
}int main()
{int &x = test0();        /* 在函數(shù)調(diào)用返回的時候，引用 */cout << "x = " << x << endl;cout << "&x :" << &x << endl;
#if 0int &y = test1();        /* 在函數(shù)調(diào)用返回的時候，引用 */cout << "y = " << y << endl;cout << "&y :" << &y << endl;
#endif
}

4.4 指針的引用

????????所謂的指針的引用，指的是對指針變量取別名。

#include <stdio.h>int main()
{int a = 20;int b = 10;int *p = &a;int * &q = p;    /* 指針的引用，指針變量p取別名為q */printf("&p = %p, &q = %p\n", &p, &q);    /* p == q */printf("a = %d, b = %d, *p = %d, *q = %d\n", a, b, *p, *q);    p = &b;printf("a = %d, b = %d, *p = %d, *q = %d\n", a, b, *p, *q);
}

4.5 常量的引用

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{
//    int &a = 100;    /* 在定義引用變量的時候，不可以直接對常量進行引用 *//* 在定義引用變量的時候，使用const關(guān)鍵字修飾，此時稱為常引用，只能讀訪問，不能寫訪問 */const int &b = 100;        /* 常引用對象可以是常量數(shù)據(jù)值 */int c = 5;const int &d = c;        /* 常引用對象可以變量 */const int x = 3;const int &y = x;        /* 常引用對象可以是符號常量 */
}

4.6 引用和指針的關(guān)系

1. 在C語言、C++等其它語言中都有包含指針

????????指針的優(yōu)點和必要性：

????????????????1) 指針可以有效表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

????????????????2) 能夠動態(tài)分配內(nèi)存，實現(xiàn)內(nèi)存的自由管理；

????????????????3) 能夠方便的使用字符串，便捷高效地使用數(shù)組；

????? ? ? ? ? ? ?4) 指針直接域數(shù)據(jù)的存儲地址有關(guān)。

2. 引用和指針的區(qū)別

????????指針式變量的地址，引用是給變量取別名(引用本質(zhì)是通過指針實現(xiàn))。

????????????????1) 程序為指針變量分配內(nèi)存空間，而不為引用分配。

????????????????2) 指針使用地址解引用訪問運算符(*)解引用訪問所指向空間數(shù)據(jù)，而引用指針訪問。

????????????????3) 指針在定義的時候，可以不設置指向，后續(xù)過程中設置，同時指向可以改變；而引用在定義的時候需要設置引用對象，且設置后不能改變引用對象；

????????????????4) 指針中有空指針NULL，而引用中沒有空引用；引用的訪問效率更高。

????????????????5) sizeof計算指針和引用空間大小，指針固定大小；而引用和引用對象數(shù)據(jù)類型有關(guān)；

????????????????6) 指針可以是多級指針沒有限制，而引用只能是一級引用；

????????????????7) 自加(++)自減(--)運算，指針實現(xiàn)指向的偏移，引用實現(xiàn)引用對象數(shù)據(jù)結(jié)果的改變。

三， 函數(shù)重載和函數(shù)默認參數(shù)

1 函數(shù)重載

????????所謂的函數(shù)的重載，指的是在相同作用域下的多個函數(shù)名相同其參數(shù)不同的多個函數(shù)稱為重載函數(shù)，整個行為稱為函數(shù)重載。

????????重載函數(shù)具備的條件：

????????????????1) 作用域相同；

????????????????2) 函數(shù)名稱相同；

????????????????3) 參數(shù)不同：

????????????????????????參數(shù)的數(shù)據(jù)類型不同、參數(shù)個數(shù)不同、參數(shù)順序不同；

#include <stdio.h>
/* 重載函數(shù)：包含了4個 */
int add(int a, int b)
{return a+b;
}float add(float a, float b)
{return a+b;
}double add(double a, double b)
{return a+b;
}int add(int a, int b, int c)
{return a+b+c;
}
int main()
{/* 對于重載函數(shù)的訪問：在程序編譯過程中，根據(jù)所傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)類型決定所調(diào)用的函數(shù) */printf("%d\n", add(5, 6));        printf("%f\n", add(5.1, 6.3));printf("%d\n", add(4, 5, 6));}

注意：

1. C++中，函數(shù)重載是由編譯器決定，

????????C語言使用的是gcc編譯器，不支持函數(shù)重載；其實質(zhì)在編譯(語法檢測并生成匯編代碼)過程中，C語言函數(shù)的編譯為匯編指令的過程中，直接使用函數(shù)名作為代碼起始符號。

????????C++使用的是g++編譯，支持函數(shù)重載；其實質(zhì)在編譯(語法檢測并生成匯編代碼)過程中，C++語言函數(shù)的編譯為匯編指令的過程中，將函數(shù)名及其形參數(shù)據(jù)類型符號中的起始字母作為代碼起始符。

????????2. 在函數(shù)的重載中，只與函數(shù)的形參有關(guān)，和函數(shù)的返回值無關(guān)。

????????3. 重載函數(shù)的調(diào)用，在程序編譯過程中根據(jù)所傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)類型決定所調(diào)用的重載函數(shù)。

2 函數(shù)的默認參數(shù)值

????????所謂的函數(shù)默認參數(shù)值，指的是在函數(shù)聲明過程中，給形參設置默認數(shù)據(jù)值；在函數(shù)調(diào)用的時候，如果有給形參傳遞實參值，則形參使用的是傳遞的實參數(shù)據(jù)值，如果沒有給形參傳遞實參值，則形參使用所設置的默認參數(shù)值。

注意：

????????1. 函數(shù)默認參數(shù)值的設置，是在函數(shù)聲明的時候進行設置。

????????2. 在設置默認參數(shù)值過程中，其中某一個參數(shù)設置了默認參數(shù)值，其該參數(shù)右邊的所以參數(shù)均要設置默認參數(shù)值。

????????3. 設置默認參數(shù)值的函數(shù)使用：

????????????????1) (參數(shù)個數(shù) - 已設置默認參數(shù)值個數(shù)) <= 所傳遞參數(shù)值個數(shù) <= 參數(shù)個數(shù)

????????????????2) 所傳遞的實參從左向右依次順序傳遞給形參。

#include <stdio.h>void PrintVal(int a = 0, int b = 0, int c = 0)
{printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c); 
}void print_val(int x, int y = 10, int z = 10);int main()
{PrintVal(3,4,5);    /* 函數(shù)調(diào)用傳遞實參，形參使用傳遞的參數(shù)值 */PrintVal();         /* 函數(shù)調(diào)用未傳遞實參，形參使用默認參數(shù)值 */print_val(1, 2, 3);     /* 所傳遞的實參從左向右依次順序賦值給形參x，y，z */print_val(1, 2); print_val(1);
}void print_val(int x, int y, int z)
{printf("x = %d, y = %d, z = %d\n", x, y, z); 
}

3 函數(shù)的占位參數(shù)

????????所謂的函數(shù)的占位參數(shù)，指的是函數(shù)定義的時候，函數(shù)的形參只有數(shù)據(jù)類型而沒有形參變量名，此時的參數(shù)稱為占位參數(shù)。

????????其占位參數(shù)值具備占位的意義，而不具備其它意義。主要用于在運算符重載過程中實現(xiàn)對于運算符++/--的前后運算之分。

????????占位參數(shù)可以設置默認參數(shù)值。

/* 在函數(shù)定義的時候，給函數(shù)設置占位參數(shù)，同時給占位參數(shù)設置默認參數(shù)值 */
void func(int a, int = 3)   
{printf("a = %d\n", a); 
}
void func(int, double x)
{printf("x = %f\n", x);
}int main()
{func(1, 4); func(4);func(2, 3.4);
}

4 函數(shù)重載和函數(shù)默認參數(shù)值同時使用

四， 內(nèi)聯(lián)函數(shù)

1 內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義

所謂的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，類似于C語言中的預定義宏函數(shù)。具體的定義實現(xiàn)：

1) 非成員函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)

????????函數(shù)的聲明和函數(shù)的定義為整體實現(xiàn)。并且在函數(shù)前使用關(guān)鍵字inline修飾。

/* 函數(shù)聲明和定義為整體表示，且使用關(guān)鍵字inline進行修飾的函數(shù)稱為內(nèi)聯(lián)函數(shù) */
inline int func(int a)
{return a++;
}

2) 成員函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)

????????一般表示類成員函數(shù)，如果定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)需要在類的內(nèi)部完成成員函數(shù)的聲明和定義。關(guān)鍵字inline可以省略也可以保留。

class Demo {/* 類內(nèi)部實現(xiàn)成員函數(shù)的定義和聲明，關(guān)鍵inline可以省略，此時的成員函數(shù)自動為內(nèi)聯(lián)函數(shù) */int func(int a){return a++;    }
}

2 內(nèi)聯(lián)函數(shù)編譯

????????對于一個內(nèi)聯(lián)函數(shù)，并不是完全由關(guān)鍵字inline和成員函數(shù)所定義的位置決定，同時會由編譯器共同決定。

????????內(nèi)聯(lián)是設計者給編譯器的建議，只有滿足編譯內(nèi)聯(lián)規(guī)則的時候，才會將其生成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。同時編譯器也會自動將未聲明為內(nèi)聯(lián)的函數(shù)生成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)

????????c++內(nèi)聯(lián)編譯會有一些限制：

????????1) 不能存在任何形式的循環(huán)語句;

????????2) 不能存在過多的條件判斷語句

????????3) 函數(shù)體不能過于龐大

????????4) 不能對函數(shù)進行取址操作

3 內(nèi)聯(lián)函數(shù)和普通函數(shù)的區(qū)別

內(nèi)聯(lián)函數(shù)相當于普通函數(shù)而言：

????????1) 占用更多的代碼存儲空間：

????????????????內(nèi)聯(lián)函數(shù)在編譯過程中做函數(shù)代碼的替換；

????????2) 執(zhí)行效率更高

????????????????內(nèi)聯(lián)函數(shù)的優(yōu)勢省去函數(shù)調(diào)用時的壓棧、跳轉(zhuǎn)以及返回開銷等，執(zhí)行效率更高。

????????????????內(nèi)聯(lián)函數(shù)以空間換時間。

五， C++中的輸入輸出

1. 繼承了C語言中的輸入輸出

????????直接使用C語言中標準C庫所提供大的輸入輸出函數(shù)：printf、scanf、getchar、putchar等函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出功能；

2. C++中新增了標準輸入輸出

????????a) 標準輸出流(std::cout)

????????std::cout 作為標準輸出流；

????????使用格式：

????????????????std::cout << 數(shù)據(jù)/* << 重定向訪問運算符，將數(shù)據(jù)重定向到標準輸出流中 */

注意：

1) 在有多個數(shù)據(jù)需要輸出的時候，可以使用多個重定向訪問運算符<<進行輸出鏈接；

2) 數(shù)據(jù)可以是變量、常量；

3) std::endl 作為標準輸出流的換行符，等價于C語言中"\n";

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int a = 3;float b = 5.1;char *str = "hello ikun";int arr[5] = {1,2,3,4,5};/* 有多個數(shù)據(jù)需要輸出，則使用重定向訪問運算符<<進行數(shù)據(jù)的鏈接輸出 */std::cout << "a = " << a << ", b = " << b << std::endl;cout << "&a = " << &a << endl;/* 輸出變量為char指針變量(或者指針常量-實在就是字符串)的時候，輸出的是指針所指向字符串數(shù)據(jù)* 指針變量需要輸出的是指針的地址值，可以將其轉(zhuǎn)換為void類型指針輸出*/cout << str << endl;    /* 輸出字符串數(shù)據(jù)，在遇到'\0'結(jié)束 */cout << (void *)str << endl;    /* 輸出指針地址值 *//* 需要輸出的數(shù)組變量名，此時表示的是數(shù)組首元素地址：數(shù)組不能整體訪問 */cout << arr << endl;
}

b) 標準輸入流(std::cin)

std::cin >> 數(shù)據(jù)變量名稱/* 從標準輸入流中讀取數(shù)據(jù)賦值給變量 */

????????注意：如果需要輸入的數(shù)據(jù)變量有多個，可以使用多個重定向訪問運算符>>鏈接實現(xiàn)。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int a = 3;float b = 5.1;char str[] = "hello ikun";std::cin >> a;    /* 從標準輸入流讀取數(shù)據(jù)賦值給變量a */std::cin >> b;    /* 從標準輸入流讀取數(shù)據(jù)賦值給變量b */std::cout << "a = " << a << ", b = " << b << std::endl;std::cin >> a >> b;    /* 從標準輸入流讀取數(shù)據(jù)賦值給變量a和變量b */std::cout << "a = " << a << ", b = " << b << std::endl;std::cin >> str;cout << str;

六，字符串類

????????在C++中字符串表示：

1. 繼承C語言中字符串的特征

????????實質(zhì)使用字符數(shù)組空間實現(xiàn)字符串數(shù)據(jù)的存儲，以字符'\0'作為結(jié)束標識。

2. 在C++標準類庫中新增string字符串類

????????可以實現(xiàn)是字符串數(shù)據(jù)的存儲和運算，string類表示：

????????std::string 是標準C++類庫中所提供的字符串數(shù)據(jù)類型；內(nèi)部不僅實現(xiàn)了字符串數(shù)據(jù)的存儲；

????????????????1) 提供了字符串數(shù)據(jù)運算符重載功能，直接實現(xiàn)基本運算實現(xiàn)字符串數(shù)據(jù)的運算。

????????????????+：實現(xiàn)兩個字符串數(shù)據(jù)的連接；

????????????????=：實現(xiàn)字符串賦值運算，等價于C語言中函數(shù)strcpy功能；

????????????????+=：在原字符串數(shù)據(jù)后追加新字符串數(shù)據(jù)，等價于C語言中函數(shù)strcat功能；

????????????????比較運算符：>、>=、<、<=、==、!=

????????????????[]：數(shù)組元素訪問運算符，訪問字符串中指定下標元素，可以讀寫訪問。

????????2) 提供其它訪問接口

????????????????size()：計算字符串中字符個數(shù)；

????????????????c_str()：將C++的字符串數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為C語言指針形式表示；

七， C++內(nèi)存管理

1 C語言中存管理方式

1. 靜態(tài)分配：

????????全局變量：

????????????????存儲靜態(tài)存儲區(qū)

????????????????生命周期是程序執(zhí)行到程序結(jié)束

????????????????作用域(或者連接屬性)：未被static修飾的全局變量，其作用域為程序域；被static修飾的全局變量其作用域為文件域。

????????局部變量：

????????存儲位置：未被static修飾的局部變量存儲在棧區(qū)、被static修飾的局部變量存儲在靜態(tài)存儲區(qū)；

????????生命周期：未被staitc修飾的局部變量生命周期為語句執(zhí)行到模塊結(jié)束；被static修飾的局部變量生命周期為語句執(zhí)行到程序結(jié)束。

????????作用域：為局部作用域。

????????常量：存儲在數(shù)據(jù)常量區(qū)

2. 動態(tài)分配

????????使用動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)(malloc、calloc、realloc)按照使用者指定空間大小動態(tài)分配內(nèi)存，同時在內(nèi)存使用結(jié)束的時候使用函數(shù)(free)進行動態(tài)釋放。

????????存儲位置：堆區(qū)

????????生命周期：由使用者跟進實際需求動態(tài)分配和釋放決定；

#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);
void free(void *ptr);
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
void *realloc(void *ptr, size_t size);

2 C++內(nèi)存管理

1. C++繼承C語言所有內(nèi)存管理方式

2. 同時引入新的內(nèi)存管理方式

????????在動態(tài)內(nèi)存管理的基礎上，新增使用運算符new和delete動態(tài)管理內(nèi)存方式

2.1 運算符new和delete的使用

1. 運算符new動態(tài)分配內(nèi)存空間

????????動態(tài)開辟單個數(shù)據(jù)元素存儲空間，實質(zhì)就是分配數(shù)據(jù)類型變量存儲空間：

????????數(shù)據(jù)類型 * 指針變量名 = new 數(shù)據(jù)類型；

????????動態(tài)開辟連續(xù)多個相同數(shù)據(jù)類型元素存儲空間，實質(zhì)就是分配數(shù)組元素存儲空間：

????????數(shù)據(jù)類型 指針變量名 = new 數(shù)據(jù)類型[常量表達式];/ 常量表達式表示所分配數(shù)組元素的個數(shù) */

2. 運算符delete動態(tài)釋放內(nèi)存空間

????????單個數(shù)據(jù)元素空間的釋放

????????????????delete 指針變量名；

????????連續(xù)多個數(shù)據(jù)元素存儲空間的釋放

????????????????delete []指針變量名；

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int *p = new int;    /* 開辟1個int數(shù)據(jù)類型元素存儲空間 */*p = 5;std::cout << *p << std::endl;delete p;            /* 釋放p指向存儲空間 */p = NULL;int *q = new int [5];        /* 開辟連續(xù)存儲空間：可以存儲5個int類型數(shù)據(jù)元素 */for (int i = 0; i < 5; i++)*(q+i) = i;for (int i = 0; i < 5; i++)cout << "q[" << i<<"] = " << q[i] << endl;delete []q;            /* 釋放q指向連續(xù)存儲空間 */
}

2.2 new和malloc區(qū)別

????????在C++中，new和malloc用于動態(tài)內(nèi)存管理

1. 屬性不同

????????new和delete，是C++中的運算符關(guān)鍵字，由編譯器所支持；

????????????????運算符new和delete可以重載；

????????malloc和free，是庫函數(shù)，在使用的時候需要添加頭文件和庫支持。

????????????????無法對其進行重載

2. 使用方式不同

????????malloc在動態(tài)開辟空間的時候需要顯示填入所申請內(nèi)存空間的大小；

????????new在動態(tài)開辟空間的時候不需要顯示填入內(nèi)存空間的大小，會根據(jù)new的數(shù)據(jù)類型自動分配;

int *malloc_p = (int *)malloc(4);
free(malloc_p));
int *new_p = new int;
delete new_p;

3. 存儲內(nèi)存位置不同

????????malloc所申請的內(nèi)存一定是堆區(qū)存儲空間；

????????new所申請的內(nèi)存空間為自由存儲空間；

????????C++內(nèi)存區(qū)間分為：堆區(qū)、棧區(qū)、自由存儲區(qū)、全局靜態(tài)存儲區(qū)、常量存儲區(qū)

????????????????自由存儲區(qū)是C++中動態(tài)內(nèi)存分配和釋放對象的一個概念，通過new分配的內(nèi)存區(qū)域稱為自由存儲區(qū)，需要通過delete釋放內(nèi)存；自由存儲區(qū)可以是堆區(qū)、棧區(qū)、全局靜態(tài)存儲區(qū)，主要是由new的實現(xiàn)和C++編譯器默認new申請內(nèi)存決定，大多數(shù)情況下new默認使用堆區(qū)實現(xiàn)自由存儲區(qū)。

4. 返回類型不同

????????malloc返回值為void類型指針，需要根據(jù)使用進行類型強制轉(zhuǎn)換；

????????new返回值為所分配數(shù)據(jù)類型指針，無需強制轉(zhuǎn)換直接使用。

5. 分配失敗情況不同

????????malloc失敗返回NULL，可以判斷使用；

????????new失敗會拋出bac_alloc異常；

6. 內(nèi)存大小擴張

????????malloc可以使用realloc擴張所分配的內(nèi)存；

????????new沒有擴張內(nèi)存機制。

7. 定義對象系統(tǒng)調(diào)度過程不同

????使用new操作符來分配對象內(nèi)存時會經(jīng)歷三個步驟：

????????a) 調(diào)用operator new 函數(shù)（對于數(shù)組是operator new[]）分配一塊足夠的內(nèi)存空間（通常底層默認使用malloc實現(xiàn)，除非程序員重載new符號）以便存儲特定類型的對象；

????????b) 編譯器運行相應的構(gòu)造函數(shù)以構(gòu)造對象，并為其傳入初值。

????????c) 對象構(gòu)造完成后，返回一個指向該對象的指針。

使用delete操作符來釋放對象內(nèi)存時會經(jīng)歷兩個步驟：

????????d) 調(diào)用對象的析構(gòu)函數(shù)。

????????e) 編譯器調(diào)用operator delete(或operator delete[])函數(shù)釋放內(nèi)存空間（通常底層默認使用free實現(xiàn)，除非程序員重載delete符號）。