C++初阶：C++入门根本

1. C++发展汗青

 C++的劈头可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普，这个翻译的名字差别的地方大概有差别)在贝尔实验室从事盘算机科学和软件工程的研究工作。
面临项目中复杂的软件开辟使命，特殊是模仿和操纵体系的开辟工作，他感受到了现有语言（如C语言）在表达本领、可维护性和可扩展性方面的不敷。
1983年，Bjarne Stroustrup在C语言的根本上添加了面向对象编程的特性，计划出了C++语言的雏形， 此时的C++已经有了类、封装、继续等核心概念，为厥后的面向对象编程奠基了根本。
这一年该语言被正式定名为C++。
在随后的几年中，C++在学术界和工业界的应用徐徐增多。
一些大学和研究所开始将C++作为讲授和研究的首选语言，而一些公司也开始在产物开辟中实验利用C++。
这一时期，C++的标准库和模板等特性也得到了进一步的美满和发展。
C++的标准化工作于1989年开始，并创建了一个ANSI和ISO（International Standards Organization）国际标准化构造的团结标准化委员会。
1994年标准化委员会提出了第一个标准化草案。
在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初界说的全部特性的同时，还增长了部门新特性。
在完成C++标准化的第一个草案后不久，STL（Standard Template Library）是惠普实验室开辟的⼀系列软件的统称。
它是由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室工作时所开辟出来的。
在通过了标准化第一个草案之后，团结标准化委员会投票并通过了将STL包罗到C++标准中的发起。
STL对C++的扩展超出C++的最初界说范围。
固然在标准中增长STL是个很紧张的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程。
1997年11月14日，团结标准化委员会通过了该标准的终极草案。1998年，C++的ANSI/IS0标准被投入利用。
2 C++版本更新

3. C++参考文档： 

https://legacy.cplusplus.com/reference/

https://legacy.cplusplus.com/reference/https://zh.cppreference.com/w/cpp

https://zh.cppreference.com/w/cpphttps://en.cppreference.com/w/

https://en.cppreference.com/w/阐明：第⼀个链接不是C++官方文档，标准也只更新到C++11，但是以头文件情势出现，内容比力易看好懂。后两个链接分别是C++官方文档的中文版和英文版，信息很全，更新到了最新的C++标准，但是相比第一个不那么易看；这个文档各有上风，我们团结着利用。
4. C++的紧张性

 4.1 编程语言排行榜

 TIOBE排行榜是根据互联网上有履历的步伐员、课程和第三方产商的数量，并利用搜索引擎（如 Google、Bing、Yahoo!）以及Wikipedia、Amazon、YouTube和Baidu（百度）统计出排名数据，只是反映某个编程语言的热门水平，并不能阐明一门编程语言好不好，大概一门语言所编写的代码数量多少。
2024年6月TIOBE发布的编程语言排行榜

4.2 C++在工作范畴中的应用

C++的应用范畴服务器端、游戏（引擎）、呆板学习引擎、⾳视频处置处罚、嵌入式软件、电信装备、金融应用、根本库、操纵体系、编译器、根本架构、根本⼯具、硬件交互等很多方面都有。
1. 大型体系软件开辟。如编译器、数据库、操纵体系、欣赏器等等
2. 音视频处置处罚。常见的音视频开源库和方案有FFmpeg、WebRTC、Mediasoup、ijkplayer，音视频开辟最紧张的技能栈就是C++。 
3. PC客户端开辟。一样平常是开辟Windows上的桌面软件，比如WPS之类的，技能栈的话一样平常是C++和 QT，QT是一个跨平台的 C++ 图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）步伐。
4. 服务端开辟。各种大型应用网络毗连的高并发配景服务。这块Java也比力多，C++紧张用于一些对性能要求比力高的地方。如：游戏服务、流媒体服务、量化高频买卖业务服务等
5. 游戏引擎开辟。很多游戏引擎就都是利用C++开辟的，游戏开辟要把握C++根本和数据布局，学习图形学知识，把握游戏引擎和框架，相识引擎实现，引擎源代码可以学习UE4、Cocos2d-x等开源引擎实现
6. 嵌入式开辟。嵌入式把具有盘算本领的主控板嵌入到呆板装置大概电子装置的内部，通过软件可以或许控制这些装置。比如：智能手环、摄像头、扫地呆板人、智能⾳响、门禁体系、车载体系等等，大抵一点，嵌入式开辟紧张分为嵌入式应用和嵌入式驱动开辟。
7. 呆板学习引擎。呆板学习底层的很多算法都是用C++实现的，上层用python封装起来。假如你只想预备数据练习模子，那么学会Python根本上就够了，假如你想做呆板学习体系的开辟，那么必要学会C++。
8. 测试开辟/测试。每个公司研发团队，有研发就有测试，测试紧张分为测试开辟和功能测试，测试开辟一样平常是利用一些测试工具(selenium、Jmeter等)，计划测试用例，然后写一些脚本举行主动化测试，性能测试等，有些还必要自行开辟一些测试用具。功能测试紧张是根据产物的功能，计划测试用例，然后手动的方式举行测试。
5. C++学习发起和册本保举

 5.1 C++学习难度

起首第一个题目，C++难学吗？起首在这里告诉各人C++是一个相对难学难精的语言，相比其他一些语言，学习难度要高一些要陡峭一些，这里有汗青包袱的题目，也有语言本身计划和发展汗青的题目。 网上从前不停流传下面这个21天内自学醒目C++的梗。固然自学难度很大，跟着比特课程走，相对会好一些。

 5.2 学习册本保举

C++ Primer：紧张讲授语法，经典的语法册本，作为语法字典，非常好用。
STL源码分析：紧张从底层实现的角度团结STL源码，庖丁解牛式分析STL的实现，是侯捷老师的经典之作。可以很好的资助我们学习别人用语法是怎样实现出高效轻巧的数据布局和算法代码，怎样利用泛型封装等。让我们不再坐井观天，闭门造车。
Effctive C++：本书也是侯捷老师翻译的，本书有的一句评价，把C++步伐员分为看过此书的和没看过此书的。本书紧张讲了55个怎样精确高效利用C++的条款。
6. C++的第一个步伐

 C++兼容C语言绝大多数的语法，以是C语言实现的hello world仍然可以运行，C++中必要把界说文件代码后缀改为.cpp，vs编译器看到是.cpp就会调用C++编译器编译，linux下要用g++编译，不再是gcc

1. // test.cpp
2. #include<stdio.h>
3. int main()
4. {
5. printf("hello world\n");
7. return 0;
8. }

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固然C++有一套本身的输入输出，严酷说C++版本的hello world应该是如许写的。

1. // test.cpp
2. // 这⾥的std cout等我们都看不懂，没关系，下⾯我们会依次讲解
3. #include<iostream>
4. using namespace std;
5. int main()
6. {
7. cout << "hello world\n" << endl;
9. return 0;
10. }

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7. 定名空间

7.1 namespace的代价

 在C/C++中，变量、函数和背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，大概会导致很多辩论。利用定名空间的目标是对标识符的名称举行当地化，以克制定名辩论或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种题目的。
c语言项目类似下面步伐如许的定名辩论是广泛存在的题目，C++引入namespace就是为了更好的办理如许的题目

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. int rand = 10;
4. int main()
5. {
6. // 编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
7. printf("%d\n", rand);
8. return 0;
9. }

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7.2 namespace的界说

• 界说定名空间，必要利用到namespace关键字，背面跟定名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为定名空间的成员。定名空间中可以界说变量/函数/范例等。
• namespace本质是界说出一个域，这个域跟全局域各自独立，差别的域可以界说同名变量，以是下面的rand不在辩论了。
• C++中域有函数局部域，全局域，定名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/ 范例出处(声明或界说)的逻辑，全部有了域隔离，名字辩论就办理了。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，定名空间域和类域不影响变量生命周期。
• namespace只能界说在全局，固然他还可以嵌套界说。
• 项目工程中多文件中界说的同名namespace会以为是一个namespace，不会辩论。
• C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的定名空间中。

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. // 1. 正常的命名空间定义
4. // YU是命名空间的名字，⼀般开发中是⽤项⽬名字做命名空间名。
5. // 我们在这里用的是我的性，⼤家下去以后⾃⼰练习可以考虑⽤⾃⼰名字缩写，如张三：zs
6. namespace YU
7. {
8. // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
9. int rand = 10;
10. int Add(int left, int right)
11. {
12. return left + right;
13. }
14. struct Node
15. {
16. struct Node* next;
17. int val;
18. };
19. }
20. int main()
21. {
22. // 这⾥默认是访问的是全局的rand函数指针
23. printf("%p\n", rand);
24. // 这⾥指定bit命名空间中的rand
25. printf("%d\n", YU::rand);
26. return 0;
27. }

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1. //2. 命名空间可以嵌套
2. namespace YU
3. {
5. namespace hg
6. {
7. int rand = 1;
8. int Add(int left, int right)
9. {
10. return left + right;
11. }
12. }
14. namespace pg
15. {
16. int rand = 2;
17. int Add(int left, int right)
18. {
19. return (left + right)*10;
20. }
21. }
22. }
23. int main()
24. {
25. printf("%d\n", bit::pg::rand);
26. printf("%d\n", bit::hg::rand);
27. printf("%d\n", bit::pg::Add(1, 2));
28. printf("%d\n", bit::hg::Add(1, 2));
29. return 0;
30. }

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1. // 多⽂件中可以定义同名namespace，他们会默认合并到⼀起，就像同⼀个namespace⼀样
2. // Stack.h
3. #pragma once
4. #include<stdio.h>
5. #include<stdlib.h>
6. #include<stdbool.h>
7. #include<assert.h>
8. namespace YU
9. {
10. typedef int STDataType;
11. typedef struct Stack
12. {
13. STDataType* a;
14. int top;
15. int capacity;
16. }ST;
17. void STInit(ST* ps, int n);
18. void STDestroy(ST* ps);
20. void STPush(ST* ps, STDataType x);
21. void STPop(ST* ps);
22. STDataType STTop(ST* ps);
23. int STSize(ST* ps);
24. bool STEmpty(ST* ps);
25. }
26. // Stack.cpp
27. #include"Stack.h"
28. namespace YU
29. {
30. void STInit(ST* ps, int n)
31. {
32. assert(ps);
33. ps->a = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
34. ps->top = 0;
35. ps->capacity = n;
36. }
37. // 栈顶
38. void STPush(ST* ps, STDataType x)
39. {
40. assert(ps);
41. // 满了， 扩容
42. if (ps->top == ps->capacity)
43. {
44. printf("扩容\n");
45. int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity
46. * 2;
47. STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a,
48. newcapacity * sizeof(STDataType));
49. if (tmp == NULL)
50. {
51. perror("realloc fail");
52. return;
53. }
54. ps->a = tmp;
55. ps->capacity = newcapacity;
56. }
57. ps->a[ps->top] = x;
58. ps->top++;
59. }
61. //...
62. }
63. // Queue.h
64. #pragma once
65. #include<stdlib.h>
66. #include<stdbool.h>
67. #include<assert.h>
68. namespace YU
69. {
70. typedef int QDataType;
71. typedef struct QueueNode
72. {
73. int val;
74. struct QueueNode* next;
75. }QNode;
76. typedef struct Queue
77. {
78. QNode* phead;
79. QNode* ptail;
80. int size;
81. }Queue;
82. void QueueInit(Queue* pq);
83. void QueueDestroy(Queue* pq);
84. // ⼊队列
85. void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
86. // 出队列
87. void QueuePop(Queue* pq);
88. QDataType QueueFront(Queue* pq);
89. QDataType QueueBack(Queue* pq);
90. bool QueueEmpty(Queue* pq);
91. int QueueSize(Queue* pq);
92. }
93. // Queue.cpp
94. #include"Queue.h"
95. namespace YU
96. {
97. void QueueInit(Queue* pq)
98. {
99. assert(pq);
100. pq->phead = NULL;
101. pq->ptail = NULL;
102. pq->size = 0;
103. }
104. // ...
105. }
106. // test.cpp
107. #include"Queue.h"
108. #include"Stack.h"
109. // 全局定义了⼀份单独的Stack
110. typedef struct Stack
111. {
112. int a[10];
113. int top;
114. }ST;
115. void STInit(ST* ps){}
116. void STPush(ST* ps, int x){}
117. int main()
118. {
119. // 调⽤全局的
120. ST st1;
121. STInit(&st1);
122. STPush(&st1, 1);
123. STPush(&st1, 2);
124. printf("%d\n", sizeof(st1));
125. // 调⽤bit namespace的
126. bit::ST st2;
127. printf("%d\n", sizeof(st2));
128. bit::STInit(&st2);
129. bit::STPush(&st2, 1);
130. bit::STPush(&st2, 2);
131. return 0;
132. }

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7.3 定名空间利用

编译查找一个变量的声明/界说时，默认只会在局部大概全局查找，不会到定名空间内里去查找。以是下面步伐会编译报错。以是我们要利用定名空间中界说的变量/函数，有三种方式：
• 指定定名空间访问，项目中保举这种方式。
• using将定名空间中某个成员睁开，项目中常常访问的不存在辩论的成员保举这种方式。
• 睁开定名空间中全部成员，项目不保举，辩论风险很大，一样平常小练习步伐为了方便保举利用。

1. #include<stdio.h>
2. namespace bit
3. {
4. int a = 0;
5. int b = 1;
6. }
7. int main()
8. {
9. // 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
10. printf("%d\n", a);
11. return 0;
12. }

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1. // 指定命名空间访问
2. int main()
3. {
4. printf("%d\n", N::a);
5. return 0;
6. }
7. // using将命名空间中某个成员展开
8. using N::b;
9. int main()
10. {
11. printf("%d\n", N::a);
12. printf("%d\n", b);
13. return 0;
14. }

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1. // 展开命名空间中全部成员
2. using namespce N;
3. int main()
4. {
5. printf("%d\n", a);
6. printf("%d\n", b);
7. return 0;
8. }

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8. C++输入&输出

 • <iostream>是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输入、输出流库，界说了标准的输入、输 出对象。
• std::cin 是 istream 类的对象，它紧张面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输 入流。
• std::cout 是 ostream 类的对象，它紧张面向窄字符的标准输出流。
• 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革新缓冲区。
• << 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）
• 利用C++输入输出更方便，不必要像printf/scanf输入输出时那样，必要手动指定格式，C++的输入输出可以主动辨认变量范例(本质是通过函数重载实现的，这个以后会讲到)，实在最紧张的是 C++的流能更好的支持自界说范例对象的输入输出。
• IO流涉及类和对象，运算符重载、继续等很多面向对象的知识，这些知识我们还没有讲授，以是这里我们只能简单认识一下C++ IO流的用法，背面我们会有专门的一个章节来细节IO流库。
• cout/cin/endl等都属于C++标准库，C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的定名空间中，以是要 通过定名空间的利用方式去用他们。
• 一样平常一样平常练习中我们可以using namespace std，现实项目开辟中不发起using namespace std。
• 这里我们没有包罗<stdio.h>，也可以利用printf和scanf，在<iostream>包罗间接包罗了。vs系列编译器是如许的，其他编译器大概会报错。

1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
2. #include <iostream>
3. using namespace std;
4. int main()
5. {
6. int a = 0;
7. double b = 0.1;
8. char c = 'x';
9. cout << a << " " << b << " " << c << endl;
10. std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;
11. scanf("%d%lf", &a, &b);
12. printf("%d %lf\n", a, b);
13. // 可以⾃动识别变量的类型
14. cin >> a;
15. cin >> b >> c;
16. cout << a << endl;
17. cout << b << " " << c << endl;
18. return 0;
19. }

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1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. int main()
4. {
5. // 在io需求⽐较⾼的地⽅，如部分⼤量输⼊的竞赛题中，加上以下3⾏代码
6. // 可以提⾼C++IO效率
7. ios_base::sync_with_stdio(false);
8. cin.tie(nullptr);
9. cout.tie(nullptr);
10. return 0;
11. }

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9. 缺省参数

• 缺省参数是声明或界说函数时为函数的参数指定⼀个缺省值。在调用该函数时，假如没有指定实参则采取该形参的缺省值，否则利用指定的实参，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）
• 全缺省就是全部形参给缺省值，半缺省就是部门形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次一连缺省，不能隔断跳跃给缺省值。
• 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。
• 函数声明和界说分离时，缺省参数不能在函数声明和界说中同时出现，规定必须函数声明给缺省 值。

1. #include <iostream>
2. #include <assert.h>
3. using namespace std;
4. void Func(int a = 0)
5. {
6. cout << a << endl;
7. }
8. int main()
9. {
10. Func(); // 没有传参时，使⽤参数的默认值
11. Func(10); // 传参时，使⽤指定的实参
12. return 0;
13. }

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1. #include <iostream>
2. using namespace std;
3. // 全缺省
4. void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
5. {
6. cout << "a = " << a << endl;
7. cout << "b = " << b << endl;
8. cout << "c = " << c << endl << endl;
9. }
10. // 半缺省
11. void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
12. {
13. cout << "a = " << a << endl;
14. cout << "b = " << b << endl;
15. cout << "c = " << c << endl << endl;
16. }
17. int main()
18. {
19. Func1();
20. Func1(1);
21. Func1(1,2);
22. Func1(1,2,3);
23. Func2(100);
24. Func2(100, 200);
25. Func2(100, 200, 300);
26. return 0;
27. }

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1. // Stack.h
2. #include <iostream>
3. #include <assert.h>
4. using namespace std;
5. typedef int STDataType;
6. typedef struct Stack
7. {
8. STDataType* a;
9. int top;
10. int capacity;
11. }ST;
12. void STInit(ST* ps, int n = 4);
13. // Stack.cpp
14. #include"Stack.h"
15. // 缺省参数不能声明和定义同时给
16. void STInit(ST* ps, int n)
17. {
18. assert(ps && n > 0);
19. ps->a = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
20. ps->top = 0;
21. ps->capacity = n;
22. }
23. // test.cpp
24. #include"Stack.h"
25. int main()
26. {
27. ST s1;
28. STInit(&s1);
29. // 确定知道要插⼊1000个数据，初始化时⼀把开好，避免扩容
30. ST s2;
31. STInit(&s2, 1000);
32. return 0;
33. }

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10. 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差别，可以是参数个数差别大概范例差别。
如许C++函数调⽤就体现出了多态举动，利用更机动。
C语言是不支持同一作用域中出现同名函数的。

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. // 1、参数类型不同
4. int Add(int left, int right)
5. {
6. cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
7. return left + right;
8. }
9. double Add(double left, double right)
10. {
11. cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
12. return left + right;
13. }
14. // 2、参数个数不同
15. void f()
16. {
17. cout << "f()" << endl;
18. }
19. void f(int a)
20. {
21. cout << "f(int a)" << endl;
22. }
23. // 3、参数类型顺序不同
24. void f(int a, char b)
25. {
26. cout << "f(int a,char b)" << endl;
27. }
28. void f(char b, int a)
29. {
30. cout << "f(char b, int a)" << endl;
31. }
32. // 返回值不同不能作为重载条件，因为调⽤时也⽆法区分
33. //void fxx()
34. //{}
35. //
36. //int fxx()
37. //{
38. // return 0;
39. //}
40. // 下⾯两个函数构成重载
41. // f()但是调⽤时，会报错，存在歧义，编译器不知道调⽤谁
42. void f1()
43. {
44. cout << "f()" << endl;
45. }
46. void f1(int a = 10)
47. {
48. cout << "f(int a)" << endl;
49. }
50. int main()
51. {
52. Add(10, 20);
53. Add(10.1, 20.2);
54. f();
55. f(10);
56. f(10, 'a');
57. f('a', 10);
58. return 0;
59. }

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11. 引用 

11.1 引用的概念和界说

引用不是新界说一个变量，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。
比如：水壶传中李逵，宋江叫"铁牛"，江湖上⼈称"黑旋风"；林冲，外号豹子头； 
范例& 引用别名 = 引用对象;
C++中为了克制引入太多的运算符，会复用C语言的一些符号，比如前面的<<和>>，这里引用也和取所在利用了同一个符号&，各人留意利用方法角度区分就可以。（吐槽一下，这个题目实在挺坑的，个人以为用更多符号反而更好，不容易肴杂）

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. int main()
4. {
5. int a = 0;
6. // 引⽤：b和c是a的别名
7. int& b = a;
8. int& c = a;
9. // 也可以给别名b取别名，d相当于还是a的别名
10. int& d = b;
11. ++d;
12. // 这⾥取地址我们看到是⼀样的
13. cout << &a << endl;
14. cout << &b << endl;
15. cout << &c << endl;
16. cout << &d << endl;
17. return 0;
18. }

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11.2 引用的特性

• 引用在界说时必须初始化
• 一个变量可以有多个引用 
• 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. int main()
4. {
5. int a = 10;
7. // 编译报错：“ra”: 必须初始化引⽤
8. //int& ra;
9. int& b = a;
10. int c = 20;
11. // 这⾥并⾮让b引⽤c，因为C++引⽤不能改变指向，
12. // 这⾥是⼀个赋值
13. b = c;
14. cout << &a << endl;
15. cout << &b << endl;
16. cout << &c << endl;
17. return 0;
18. }

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 11.3 引用的利用 

• 引用在实践中紧张是于引用传参和引用做返回值中淘汰拷贝进步服从和改变引用对象时同时改变被引用对象。
• 引用传参跟指针传参功能是类似的，引用传参相对更方便⼀些。
• 引用返回值的场景相对比力复杂，我们在这里简单讲了一了局景，另有一些内容后续类和对象章节中会继续深入讲授。
• 引用和指针在实践中相辅相成，功能有重叠性，但是各有特点，相互不可替换。C++的引用跟其他语言的引用(如Java)是有很大的区别的，除了用法，最大的点，C++引用界说后不能改变指向， Java的引用可以改变指向。
• 一些紧张用C代码实现版本数据布局讲义中，利用C++引用替换指针传参，目标是简化步伐，避开复杂的指针，但是很多同砚没学过引用，导致一头雾水。

1. void Swap(int& rx, int& ry)
2. {
3. int tmp = rx;
4. rx = ry;
5. ry = tmp;
6. }
7. int main()
8. {
9. int x = 0, y = 1;
10. cout << x <<" " << y << endl;
11. Swap(x, y);
12. cout << x << " " << y << endl;
13. return 0;
14. }

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1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. typedef int STDataType;
4. typedef struct Stack
5. {
6. STDataType* a;
7. int top;
8. int capacity;
9. }ST;
10. void STInit(ST& rs, int n = 4)
11. {
12. rs.a = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
13. rs.top = 0;rs.capacity = n;
14. }
15. // 栈顶
16. void STPush(ST& rs, STDataType x)
17. {
18. assert(ps);
19. // 满了， 扩容
20. if (rs.top == rs.capacity)
21. {
22. printf("扩容\n");
23. int newcapacity = rs.capacity == 0 ? 4 : rs.capacity * 2;
24. STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(rs.a, newcapacity *
25. sizeof(STDataType));
26. if (tmp == NULL)
27. {
28. perror("realloc fail");
29. return;
30. }
31. rs.a = tmp;
32. rs.capacity = newcapacity;
33. }
34. rs.a[rs.top] = x;
35. rs.top++;
36. }
37. // int STTop(ST& rs)
38. int& STTop(ST& rs)
39. {
40. assert(rs.top > 0);
41. return rs.a[rs.top];
42. }
43. int main()
44. {
45. // 调⽤全局的
46. ST st1;
47. STInit(st1);
48. STPush(st1, 1);
49. STPush(st1, 2);
50. cout << STTop(st1) << endl;
51. STTop(st1) += 10;
52. cout << STTop(st1) << endl;
53. return 0;
54. }

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1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. typedef struct SeqList
4. {
5. int a[10];
6. int size;
7. }SLT;
8. // ⼀些主要⽤C代码实现版本数据结构教材中，使⽤C++引⽤替代指针传参，⽬的是简化程序，避开复
9. 杂的指针，但是很多同学没学过引⽤，导致⼀头雾⽔。
10. void SeqPushBack(SLT& sl, int x)
11. {}
12. typedef struct ListNode
13. {
14. int val;
15. struct ListNode* next;
16. }LTNode, *PNode;
17. // 指针变量也可以取别名，这⾥LTNode*& phead就是给指针变量取别名
18. // 这样就不需要⽤⼆级指针了，相对⽽⾔简化了程序
19. //void ListPushBack(LTNode** phead, int x)
20. //void ListPushBack(LTNode*& phead, int x)
21. void ListPushBack(PNode& phead, int x)
22. {
23. PNode newnode = (PNode)malloc(sizeof(LTNode));
24. newnode->val = x;
25. newnode->next = NULL;
26. if (phead == NULL)
27. {
28. phead = newnode;
29. }
30. else
31. {
32. //...
33. }
34. }
35. int main()
36. {
37. PNode plist = NULL;
38. ListPushBack(plist, 1);
39. return 0;
40. }

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11.4 const引用 

• 可以引用一个const对象，但是必须用const引用。const引用也可以引用平常对象，由于对象的访 问权限在引用过程中可以缩小，但是不能放大。
• 不必要留意的是类似 int& rb = a*3; double d = 12.34; int& rd = d; 如许⼀些场景下a*3的和效果生存在一个暂时对象中， int& rd = d 也是类似，在范例转换中会产生暂时对象存储中央值，也就是时，rb和rd引用的都是暂时对象，用C++规定暂时对象具有常性，以是这里就触发了权限放大，必须要用常引用才可以。
• 所谓暂时对象就是编译器必要一个空间暂存表达式的求值效果时暂时创建的一个未定名的对象， C++中把这个未定名对象叫做暂时对象。

1. int main()
2. {
3. const int a = 10;
4. // 编译报错：error C2440: “初始化”: ⽆法从“const int”转换为“int &”
5. // 这⾥的引⽤是对a访问权限的放⼤
6. //int& ra = a;
7. // 这样才可以
8. const int& ra = a;
9. // 编译报错：error C3892: “ra”: 不能给常量赋值
10. //ra++;
11. // 这⾥的引⽤是对b访问权限的缩⼩
12. int b = 20;
13. const int& rb = b;
14. // 编译报错：error C3892: “rb”: 不能给常量赋值
15. //rb++;
16. return 0;
17. }

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1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. int main()
4. {
5. int a = 10;
6. const int& ra = 30;
8. // 编译报错: “初始化”: ⽆法从“int”转换为“int &”
9. // int& rb = a * 3;
10. const int& rb = a*3;
11. double d = 12.34;
12. // 编译报错：“初始化”: ⽆法从“double”转换为“int &”
13. // int& rd = d;
14. const int& rd = d;
15. return 0;
16. }

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11.5 指针和引用的关系

C++中指针和引用就像两个性格迥异的亲兄弟，指针是哥哥，引用是弟弟，在实践中他们相辅相成，功能有重叠性，但是各有本身的特点，相互不可替换。
• 语法概念上引用是一个变量的取别名不开空间，指针是存储一个变量所在，要开空间。
• 引用在界说时必须初始化，指针发起初始化，但是语法上不是必须的。
• 引用在初始化时引用一个对象后，就不能再引用其他对象；而指针可以在不绝地改变指向对象。
• 引用可以直接访问指向对象，指针必要解引用才是访问指向对象。
• sizeof中寄义差别，引用效果为引用范例的巨细，但指针始终是所在空间所占字节个数(32位平台下 占4个字节，64位下是8byte)
• 指针很容易出现空指针和野指针的题目，引用很少出现，引用利用起来相对更安全一些。
12. inline

• 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睁开内联函数，如许调用内联函数就必要创建栈帧了，就可以进步服从。
• inline对于编译器而言只是一个发起，也就是说，你加了inline编译器也可以选择在调用的地方不睁开，差别编译器关于 inline 什么环境睁开各不类似，由于C++标准没有规定这个。inline实用于频仍调用的短小函数，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。
• C语言实现宏函数也会在预处置处罚时更换睁开，但是宏函数实现很复杂很容易堕落的，且不方便调 试，C++计划了inline目标就是替换C的宏函数。
• vs编译器 debug版本下⾯默认是不睁开inline的，如许方便调试，debug版本想睁开必要设置一下 以下两个地方。
• inline不发起声明和界说分离到两个文件，分离会导致链接错误。由于inline被睁开，就没有函数所在，链接时会出现报错。

 

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. inline int Add(int x, int y)
4. {
5. int ret = x + y;
6. ret += 1;
7. ret += 1;
8. ret += 1;
9. return ret;
10. }
11. int main()
12. {
13. // 可以通过汇编观察程序是否展开
14. // 有call Add语句就是没有展开，没有就是展开了
15. int ret = Add(1, 2);
16. cout << Add(1, 2) * 5 << endl;
17. return 0;
18. }

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1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. // 实现⼀个ADD宏函数的常⻅问题
4. //#define ADD(int a, int b) return a + b;
5. //#define ADD(a, b) a + b;
6. //#define ADD(a, b) (a + b)
7. // 正确的宏实现
8. #define ADD(a, b) ((a) + (b))
9. // 为什么不能加分号?
10. // 为什么要加外⾯的括号?
11. // 为什么要加⾥⾯的括号?
12. int main()
13. {
14. int ret = ADD(1, 2);
15. cout << ADD(1, 2) << endl;
16. cout << ADD(1, 2)*5 << endl;
17. int x = 1, y = 2;
18. ADD(x & y, x | y); // -> (x&y+x|y)
19. return 0;
20. }

复制代码

1. // F.h
2. #include <iostream>
3. using namespace std;
4. inline void f(int i);
5. // F.cpp
6. #include "F.h"
7. void f(int i)
8. {
9. cout << i << endl;
10. }
11. // main.cpp
12. #include "F.h"
13. int main()
14. {
15. // 链接错误：⽆法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z)
16. f(10);
17. return 0;
18. }

复制代码

13. nullptr

NULL现实是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码：

1. #ifndef NULL
2. #ifdef __cplusplus
3. #define NULL 0
4. #else
5. #define NULL ((void *)0)
6. #endif
7. #endif

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• C++中NULL大概被界说为字面常量0，大概C中被界说为无范例指针(void*)的常量。岂论采取何种界说，在利用空值的指针时，都不可克制的会碰到一些贫苦，本想通过f(NULL)调用指针版本的 f(int*)函数，但是由于NULL被界说成0，调用了f(int x)，因此与步伐的初志相悖。f((void*)NULL); 调用会报错。
• C++11中引入nullptr，nullptr是一个特殊的关键字，nullptr是⼀种特殊范例的字面量，它可以转换 成恣意其他范例的指针范例。利用nullptr界说空指针可以克制范例转换的题目，由于nullptr只能被 隐式地转换为指针范例，而不能被转换为整数范例。

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. void f(int x)
4. {
5. cout << "f(int x)" << endl;
6. }
7. void f(int* ptr)
8. {
9. cout << "f(int* ptr)" << endl;
10. }
11. int main()
12. {
13. 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
14. x)，因此与程序的初衷相悖。
15. f(NULL);
16. f((int*)NULL);
17. // 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
18. // f((void*)NULL);
20. f(nullptr);
21. return 0;
22. }

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