【C++】初步认识基于C的优化

C++祖师爷在使用C语言时感觉到了不方便的一些点，于是一步一步改进优化，最后形成了C++

本文将盘点一下基于C的语法优化

目录

  • 命名空间：
    • 命名空间定义：
    • 命名空间使用：
  • C++输入&输出：
    • cout：
    • endl：
    • cin：
  • 缺省函数：
    • 全缺省函数：
    • 半缺省函数：
  • 函数重载：
    • 背后的原理：
  • 引用：
    • 引用的概念：
    • 引用特性：
    • 常引用：
    • 使用场景：
    • 引用与指针的区别：
      • 语法上：
      • 底层上：
  • 内联函数：
    • 概念：
    • 特性：

命名空间：

我们在C语言中学过，对于一个变量有全局域与局部域

那么对于一个变量的搜索的原则：

编译器是从局部到全局的的过程寻找，没有就会报错

先来看这样一段代码：

#include <stdio.h>int rand = 10;int main()
{printf("%d\n", rand);return 0;
}

运行时并不会报错，但是在包含头文件#include <stdlib.h>后
在这里插入图片描述
原因：
由于展开头文件后有rand函数与我们定义的全局变量在全局域重名了，造成报错

这就引出了命名空间域的概念

在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。

在C++中，不仅有命名空间域，还有类域（本文不做讨论）

C++中搜索的原则：
不指定域：1、当前局部域 2、全局域
指定域 3、如果指定了，直接去指定域搜索

命名空间定义：

  1. 命名空间中可以定义变量,函数与类型:
namespace test
{//int rand = 10;int Add(int x, int y){return x + y;}struct Node{struct Node* next;int val;};
}
  1. 命名空间可以嵌套：
namespace test
{int rand = 10;namespace _test{int Add(int x, int y){return x + y;}}
}
  1. 同一个工程中允许存在多个命名空间，最后会合并到一个命名空间中

命名空间使用：

这就要引出作用域限定符的概念了::
共有三种使用场景：
注意：
当::左值为空时，为指定全局去寻找，会跳过局部域

  1. 加命名空间名称及作用域限定符
namespace test
{int rand = 10;
}int main()
{printf("%d\n", test::rand);return 0;
}

优缺点：
这种使用方式安全，但过于麻烦

  1. 使用using namespace 命名空间名称 引入
namespace test
{int rand = 10;
}using namespace test;int main()
{printf("%d\n", rand);return 0;
}

优缺点：
这种使用方式有隐患：

就比如上图代码这种场景下namespace就失去了意义

但胜在方便，我们平时做练习时只要避免重名就可以使用，但是做项目时是不可以展开的

那有没有推荐的一种呢

  1. 使用using将命名空间中某个成员引入

我们不将命名空间全部展开，只引入部分成员

using std::cout;
using std::endl;int main()
{int val = 10;cout << val << endl;return 0;
}

我们可以将iostream中常用的部分展开

C++输入&输出：

对于C++的输入输出在这里我们只能浅显认识，只知道怎么使用就可以了

cout：

相当于C语言的printf
在这里插入图片描述

我们可以理解cout就像是我们的控制台， << 像是水流，
感性的理解就像是我们将想要输出的内容流向控制台

int main()
{cout << "hello world\n";return 0;
}

也支持多次写入在这里插入图片描述

endl：

endl可以理解为一个换行

int main()
{cout << "hello world" << endl;return 0;
}

cin：

相当于我们的C语言的scanf
感性的理解就像是我们将想要输入的内容从控制台流入目标变量

	int a = 0;int b = 10;cin >> a >> b;//scanf("%d%d", &a, &b);

这两行代码可以达到一样的效果

优缺点：
无需类型的识别
对于小数精度的控制有些麻烦，可以直接使用printf进行替代

缺省函数：

缺省函数是什么呢

void Func(int a = 0)
{cout << a << endl;
}
int main()
{Func();   // 没有传参时，使用参数的默认值Func(10);  // 传参时，使用指定的实参return 0;
}

为什么会有这个概念呢？

假设我们有个场景，当前我们有个顺序表
A需要100个字节空间，但是B只要4个字节空间
若按照C语言的方法100字节空间的需要频繁扩容，影响效率，而使用缺省函数便可以解决这方便困扰

typedef struct SeqList
{int* a;int size;int capacity;
}SeqList;void InitList(SeqList* list, int cy = 4)
{list->a = NULL;list->capacity = cy;list->size = 0;
}int main()
{//需要100字节的SeqList list1;InitList(&list1, 100);//需要4字节的SeqList list2;InitList(&list2);return 0;
}

缺省函数也有分类

全缺省函数：

意味着每一个参数都是缺省的

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl;
}

半缺省函数：

意味着只有部分参数时缺省的

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl;
}

注意：

  1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
  2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

第二个注意点是什么意思呢？
例如在test.cpp：int func(int x = 10)
head.h：int func(int x = 10)
在声明与定义分离的情况下，会出现报错

正确写法：
test.cpp：int func(int x）
head.h：int func(int x = 10)

那么可不可以如下所示呢？
test.cpp：int func(int x = 10）
head.h：int func(int x)
但是否定的，原因在于我们在预处理时会展开头文件，编译时会检查你使用的函数有没有声明或定义，若是使用缺省函数，就会产生找不到声明的情况，最终导致报错

函数重载：

重载的大白话就是重名函数，

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。

#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;
}// 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;
}
int main()
{Add(10, 20);Add(10.1, 20.2);f();f(10);f(10, 'a');f('a', 10);return 0;
}

背后的原理：

我们在实际的项目工程中会有多个头文件和源文件，
在程序的翻译过程中汇编阶段会形成每个项目文件相应的符号表，
在这里插入图片描述

由于我们在链接前都没有sum函数真正的地址，故需要再链接时去到对应的文件符号表去寻找合并，而C语言在形成符号表时是以函数名形成的，因为同名函数没办法区分，并不能应对函数重载的的机制。

而C++为了对应此问题将产生的符号表以使用前缀+函数名+变量名第一个字符构成，这样就能应对函数重载的问题

另外：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。

引用：

引用的概念：

C语言的灵魂是指针，那么C++有没有能与之相应的功能呢？
答案是引用。

语法：类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

void TestRef()
{int a = 10;int& ra = a;//<====定义引用类型printf("%p\n", &a);printf("%p\n", &ra);
}

我们对a变量引用，得到ra变量，都进行&打印得到相同的地址，故引用

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。

引用特性：

  1. 引用在定义时必须初始化
  2. 一个变量可以有多个引用
  3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
void TestRef()
{int a = 10;// int& ra;  // 该条语句编译时会出错int& ra = a;int& rra = a;printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra); 
}

常引用：

void TestConstRef()
{const int a = 10;//int& ra = a;  // 该语句编译时会出错，a为常量const int& ra = a;// int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量const int& b = 10;double d = 12.34;//int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同const int& rd = d;
}

使用场景：

  1. 做参数：
void Swap(int& left, int& right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}
  1. 做返回值：
int& Count()
{static int n = 0;n++;// ...return n;
}

int& Add(int a, int b)
{int c = a + b;return c;
}
int main()
{int& ret = Add(1, 2);Add(3, 4);cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;return 0;
}

在这里插入图片描述
注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(还没还给系统)，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

引用与指针的区别：

语法上：

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;
}

底层上：

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 a = 10;int& ra = a;ra = 20;int* pa = &a;*pa = 20;return 0;
}

我们来看下引用和指针的汇编代码对比：在这里插入图片描述
那么引用可以代替指针吗？

答案是否定的。

例如在双向链表的场景中：我们要删除一个节点，因为引用是不能改变指向的。
更详细的一点说：当第一个next为下一个节点地址的引用时，如果我们要更改next，实际上是在修改下一个节点的地址，由于地址是个常量，不能被修改最终导致报错
在这里插入图片描述
总结：

  1. 语法上引用是别名，不开空间；指针是变量，需要开空间
  2. 引用必须初始化；指针可以不初始化
  3. 引用不可以改变指向；指针可以改变指向
  4. 引用更安全，很少出现野引用的现象；指针相比之下更危险，会有野指针，空指针的出现。
  5. sizeof ++ 解引用等方面的区别。

注意：
底层上引用就是指针

内联函数：

在C语言的学习中，我们学习过宏，但是宏有比较多的缺点。
宏的缺点：
1、语法复杂，坑很多，不容易控制
2、不能调试
3、没有类型安全的检查

但是有时候宏又会很好用，在执行一些代码很短但又需多次调用的会很依赖。

概念：

所以有了内联函数的概念，他的用法与函数一样，但是会按函数中你定义的逻辑在你调用的地方展开（减少栈栈帧创建的过程），与宏函数直接替换是不一样的

使用时用inline修饰函数即可

特性：

  1. 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：少了调用开销，提高程序运行效率。
  2. 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：
  3. 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。下图为
    《C++prime》第五版关于inline的建议：在这里插入图片描述
  4. 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。
// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);// F.cpp
#include "F.h"void f(int i)
{cout << i << endl;
}// main.cpp
#include "F.h"int main()
{f(10);return 0;
}
// 链接错误：main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdeclf(int)" (?f@@YAXH@Z)，该符号在函数 _main 中被引用

关于最后一点，还有部分扩展。
当我们函数定义没有分离，都在F.h中时；

int Add(int x, int y)
{return x + y;
}

若我们在别的源文件#include，会报重定义的错误，

原因在于头文件在预处理会展开，汇编时生成的符号表会由于函数相同而造成部分符号表相同，链接时就会报重定义的错误。

那么解决办法呢？

  1. 声明定义分离，这个就不过多解释了
  2. 使用static修饰，会改变当前函数在当前文件的链接属性，使得这个函数只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。
  3. 使用inline修饰，与static同理

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.hqwc.cn/news/427184.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Go实现LRU算法

Go实现LRU算法

LRU是什么&#xff1f; LRU是内存淘汰策略&#xff0c;LRU &#xff08;Least recently used&#xff1a;最近最少使用&#xff09;算法在缓存写满的时候&#xff0c;会根据所有数据的访问记录&#xff0c;淘汰掉未来被访问几率最低的数据。也就是说该算法认为&#xff0c;最近…
阅读更多...
Spring源码学习-Spring流程概述（一）

Spring源码学习-Spring流程概述（一）

Spring启动的流程 public class Test {public static void main(String[] args) {ClassPathXmlApplicationContext context new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");Student bean context.getBean(Student.class);context.close();} }调用…
阅读更多...
openssl3.2 - 检查rsa证书和私钥是否匹配(快速手搓一个工具)

openssl3.2 - 检查rsa证书和私钥是否匹配(快速手搓一个工具)

文章目录 openssl3.2 - 检查rsa证书和私钥是否匹配(快速手搓一个工具)概述效果笔记编程环境界面控件的设置增加文件拖拽的类RSA证书和key是否匹配的实现在程序中加入环境变量备注备注END openssl3.2 - 检查rsa证书和私钥是否匹配(快速手搓一个工具) 概述 在学习openssl官方的…
阅读更多...
AI嵌入式K210项目（19）-安装CanMV IDE开发软件

AI嵌入式K210项目（19）-安装CanMV IDE开发软件

文章目录 前言一、软件下载安装二、软件简介三、设备连接四、在线模拟五、开机运行程序附录&#xff1a;MicroPython固件烧录总结 前言 前几章我们介绍K210使用C语言裸机开发方法&#xff0c;大家对K210内部的硬件和各种加速器有了初步的了解&#xff0c;但是开发人工智能相关…
阅读更多...
24.1.24 DAY1 C++

24.1.24 DAY1 C++

思维导图&#xff1a; 1. 提示并输入一个字符串&#xff0c;统计该字符中大写、小写字母个数、数字个数、空格个数以及其他字符个数&#xff0c;要求使用C风格字符串完成 代码&#xff1a; #include <iostream> #include <array> using namespace std;int main(…
阅读更多...
c++day1作业

c++day1作业

思维导图 提示并输入一个字符串&#xff0c;统计该字符中大写、小写字母个数、数字个数、空格个数以及其他字符个数 要求使用C风格字符串完成 #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; int main() {string a;cout<<"输入一个字符…
阅读更多...
CFD-POST如何使用Expression计算某一点处的物理量

CFD-POST如何使用Expression计算某一点处的物理量

简介 CFD-POST是ANSYS Workbench通用的计算流体力学后处理软件&#xff0c;有时我们需要编写表达式Expression计算阻力系数或升力系数&#xff0c;这时就需要获取出口附近某一点处的气体密度&#xff08;或其他任何物理量&#xff09;。接下来将介绍如何操作 操作方法 Step1…
阅读更多...
使用axios库创建实例的示例，（创建实例时，传入了一个配置对象）同时还包含了请求拦截器和响应拦截器

使用axios库创建实例的示例，（创建实例时，传入了一个配置对象）同时还包含了请求拦截器和响应拦截器

第一步&#xff1a; 在vue项目中src目录下创建utils>request.js 第二步&#xff1a; 在 request.js中&#xff0c;使用axios.create方法创建了一个名为request的axios实例&#xff08;设置基本配置信息&#xff09;通过request.interceptors.request.use方法添加了请求拦…
阅读更多...
数据结构＜1＞——树状数组

数据结构＜1＞——树状数组

树状数组&#xff0c;也叫Fenwick Tree和BIT(Binary Indexed Tree)&#xff0c;是一种支持单点修改和区间查询的&#xff0c;代码量小的数据结构。 那神马是单点修改和区间查询&#xff1f;我们来看一道题。 洛谷P3374(模板): 在本题中&#xff0c;单点修改就是将某一个数加上…
阅读更多...
【MySQL故障】主从延迟越来越大

【MySQL故障】主从延迟越来越大

问题背景 研发执行了一个批量更新数据的操作&#xff0c;操作的表是个宽表&#xff0c;大概有90多个字段&#xff0c;数据量有800多w&#xff0c;但是研发是根据ID按行更新。更新开始后&#xff0c;该集群的主从延迟越来越大。 问题现象 1 从库应用binlog基本无落后&#xf…
阅读更多...
Hbas简介：数据模型和概念、物理视图

Hbas简介：数据模型和概念、物理视图

文章目录 说明零 BigTable一 Hbase简介二 HBase 访问接口简介三 行式&列式存储四 HBase 数据模型4.1 HBase 列族数据模型4.2 数据模型的相关概念4.3 数据坐标 五 概念&物理视图 说明 本文参考自林子雨老师的大数据技术原理与应用(第三版)教材内容&#xff0c;仅供学习…
阅读更多...
SQL 系列教程（二）

SQL 系列教程（二）

目录 SQL DELETE 语句 DELETE 语句 演示数据库 DELETE 实例 删除所有行 SQL TOP, LIMIT, ROWNUM 子句 TOP 子句 演示数据库 SQL TOP、LIMIT 和 ROWNUM 示例 SQL TOP PERCENT 实例 添加WHERE子句 SQL MIN() 和 MAX() 函数 MIN() 和 MAX() 函数 演示数据库 MIN() …
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023