许昌企业网站建设,建设网站的各种问题,山乙建设公司网站,重庆的网站建设公司1.C关键字 #x1f525;前言#xff1a; C是在C的基础之上#xff0c;容纳进去了面向对象编程思想#xff0c;并增加了许多有用的库#xff0c;以及编程范式等。熟悉C语言之后#xff0c;对C学习有一定的帮助。今天的主要目标#xff1a; 1️⃣ 补充C语言语法的不足关键字 前言 C是在C的基础之上容纳进去了面向对象编程思想并增加了许多有用的库以及编程范式等。熟悉C语言之后对C学习有一定的帮助。今天的主要目标 1️⃣ 补充C语言语法的不足以及C是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的比如作用 域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。 2️⃣ 为后续类和对象学习打基础。 C总计63个关键字C语言32个关键字。 ps下面我们只是看一下C有多少关键字不对关键字进行具体的讲解。后面我们学到以后再 细讲。 2.命名空间 在C/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。 #include stdio.h
#include stdlib.h
int rand 10;
// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题所以C提出了namespace来解决
int main()
{printf(%d\n, rand);
return 0;
}
// 编译后后报错error C2365: “rand”: 重定义以前的定义是“函数” 2.1 命名空间定义 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。 // 1. 正常的命名空间定义
namespace zwh
{// 命名空间中可以定义变量/函数/类型int rand 10;int Add(int left, int right){return left right;}struct Node{struct Node* next;int val;};
}
//2. 命名空间可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right){return left right;}
namespace N2{int c;int d;int Sub(int left, int right){return left - right;}}
}
//3. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
// ps一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right){return left * right;}
} ⭕注意一个命名空间就定义了一个新的作用域命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中。 2.2 命名空间使用 ❓命名空间中成员该如何使用呢比如 namespace bit
{// 命名空间中可以定义变量/函数/类型int a 0;int b 1;int Add(int left, int right){return left right;}struct Node{struct Node* next;int val;};
}
int main()
{// 编译报错error C2065: “a”: 未声明的标识符printf(%d\n, a);return 0;
} 命名空间的使用有三种方式 加命名空间名称及作用域限定符int main()
{printf(%d\n, N::a);return 0;
} 使用using将命名空间中某个成员引入using N::b;
int main()
{printf(%d\n, N::a);printf(%d\n, b);return 0;
} 使用using namespace 命名空间名称引入using namespce N;
int main()
{printf(%d\n, N::a);printf(%d\n, b);Add(10, 20);return 0;
} 3. C输入输出 新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼C刚出来后也算是一个新事物那C是否也应该向这个美好的世界来声问候呢我们来看下C是如何来实现问候的。 #includeiostream
// std是C标准库的命名空间名C将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{coutHello world!!!endl;return 0;
} ❗说明 1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时必须包含 iostream 头文件以及按命名空间使用方法使用std。 2. cout和cin是全局的流对象endl是特殊的C符号表示换行输出他们都包含在包iostream 头文件中。 3. 是流插入运算符是流提取运算符。 4. 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控制格式。C的输入输出可以自动识别变量类型。 5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象和也涉及运算符重载等知识这些知识我们我们后续才会学习所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还会更深入的学习IO流用法及原理。 注意 早期标准库将所有功能在全局域中实现声明在.h后缀的头文件中使用时只需包含对应头文件即可后来将其实现在std命名空间下为了和C头文件区分也为了正确使用命名空间规定C头文件不带.h旧编译器(vc 6.0)中还支持iostream.h格式后续编译器已不支持,因此推荐使用iostreamstd的方式。 #include iostream
using namespace std;
int main()
{int a;double b;char c;// 可以自动识别变量的类型cina;cinbc;coutaendl;coutb cendl;return 0;
}
// ps关于cout和cin还有很多更复杂的用法比如控制浮点数输出精度控制整形输出进制格式等
//等。因为C兼容C语言的用法这些又用得不是很多我们这里就不展开学习了。 std命名空间的使用惯例 std是C标准库的命名空间如何展开std使用更合理呢❓ 1. 在日常练习中建议直接using namespace std即可这样就很方便。 2. using namespace std展开标准库就全部暴露出来了如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现但是项目开发中代码较多、规模大就很容易出现。所以建议在项目开发中使用像std::cout这样使用时指定命名空间 using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。 4.缺省参数 4.1 缺省参数概念 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。 void Func(int a 0)
{coutaendl;
}
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;
} 4.2 缺省参数分类 全缺省参数void Func(int a 10, int b 20, int c 30){couta aendl;coutb bendl;coutc cendl;} 半缺省参数void Func(int a, int b 10, int c 20){couta aendl;coutb bendl;coutc cendl;} ❗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。 //a.hvoid Func(int a 10);// a.cppvoid Func(int a 20){}// 注意如果生命与定义位置同时出现恰巧两个位置提供的值不同那编译器就无法确定到底该
用那个缺省值。 3. 缺省值必须是常量或者全局变量。 4. C语言不支持编译器不支持。 5. 函数重载 自然语言中一个词可以有多重含义人们可以通过上下文来判断该词真实的含义即该词被重载了。 比如以前有一个笑话国有两个体育项目大家根本不用看也不用担心。一个是乒乓球一个 是男足。前者是“谁也赢不了”后者是“谁也赢不了!“ 5.1函数重载概念 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。 #includeiostream
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;
} 5.2 C支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling) 问为什么C支持函数重载而C语言不支持函数重载呢 在C/C中一个程序要运行起来需要经历以下几个阶段预处理、编译、汇编、链接。 1️⃣实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成而通过C语言阶段学习的编译链接我们可以知道【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】编译后链接前a.o的目标文件中没有Add的函数地址因为Add是在b.cpp中定义的所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢 2️⃣ 所以链接阶段就是专门处理这种问题链接器看到a.o调用Add但是没有Add的地址就会到b.o的符号表中找Add的地址然后链接到一起。 3️⃣ 那么链接时面对Add函数链接接器会使用哪个名字去找呢这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。 4️⃣ 由于Windows下vs的修饰规则过于复杂而Linux下g的修饰规则简单易懂下面我们使用g演示了这个修饰后的名字。 5️⃣ 通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g的函数修饰后变成【_Z函数长度函数名类型首字母】 采用C语言编译器编译后结果 结论在linux下采用gcc编译完成后函数名字的修饰没有发生改变。 采用C编译器编译后结果 结论在linux下采用g编译完成后函数名字的修饰发生改变编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。 Windows下名字修饰规则 对比Linux会发现windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂但道理都是类似的我们就不做细致的研究了。 6️⃣ 通过这里就理解了C语言没办法支持重载因为同名函数没办法区分。而C是通过函数修饰规则来区分只要参数不同修饰出来的名字就不一样就支持了重载。 7️⃣ 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。 6.引用 6.1 引用概念 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。 比如李逵在家称为铁牛江湖上人称黑旋风。 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);
} ❗注意引用类型必须和引用实体是同种类型的。 6.2 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);
} 6.3 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;
} 6.4 使用场景 1. 做参数 void Swap(int left, int right)
{int temp left;left right;right temp;
} 2. 做返回值 int Count()
{static int n 0;n;// ...return n;
} 思考下面代码输出什么结果为什么 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;
} 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。 6.5 传值、传引用效率比较 以值作为参数或者返回值类型在传参和返回期间函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝因此用值作为参数或者返回值类型效率是非常低下的尤其是当参数或者返回值类型非常大时效率就更低。 #include time.h
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;
} 值和引用的作为返回值类型的性能比较 #include time.h
struct A{ int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a;}
// 引用返回
A TestFunc2(){ return a;}
void TestReturnByRefOrValue()
{// 以值作为函数的返回值类型size_t begin1 clock();for (size_t i 0; i 100000; i)TestFunc1();size_t end1 clock();// 以引用作为函数的返回值类型size_t begin2 clock();for (size_t i 0; i 100000; i)TestFunc2();size_t end2 clock();// 计算两个函数运算完成之后的时间cout TestFunc1 time: end1 - begin1 endl;cout TestFunc2 time: end2 - begin2 endl;
} 通过上述代码的比较发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。 6.6 引用和指针的区别 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;
couta aendl;
coutra raendl;
return 0;
} 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;
} 引用和指针的不同点: 1. 引用概念上定义一个变量的别名指针存储一个变量地址。 2. 引用在定义时必须初始化指针没有要求 3. 引用在初始化时引用一个实体后就不能再引用其他实体而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体 4. 没有NULL引用但有NULL指针 5. 在sizeof中含义不同引用结果为引用类型的大小但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节) 6. 引用自加即引用的实体增加1指针自加即指针向后偏移一个类型的大小 7. 有多级指针但是没有多级引用 8. 访问实体方式不同指针需要显式解引用引用编译器自己处理 9. 引用比指针使用起来相对更安全 7. 内联函数 7.1 概念 以inline修饰的函数叫做内联函数编译时C编译器会在调用内联函数的地方展开没有函数调用建立栈帧的开销内联函数提升程序运行的效率。 如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。 7.2 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。 3. 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。 【面试题】 宏的优缺点 优点 1.增强代码的复用性。 2.提高性能。 缺点 1.不方便调试宏。因为预编译阶段进行了替换 2.导致代码可读性差可维护性差容易误用。 3.没有类型安全的检查 。 C有哪些技术替代宏 1. 常量定义 换用const enum 2. 短小函数定义 换用内联函数 8. auto关键字(C11) 8.1 类型别名思考 随着程序越来越复杂程序中用到的类型也越来越复杂经常体现在 1. 类型难于拼写 2. 含义不明确导致容易出错 #include string
#include map
int main()
{std::mapstd::string, std::string m{ { apple, 苹果 }, { orange,
橙子 }, {pear,梨} };std::mapstd::string, std::string::iterator it m.begin();while (it ! m.end()){//....}return 0;
} std::mapstd::string, std::string::iterator 是一个类型但是该类型太长了特别容易写错。聪明的同学可能已经想到可以通过typedef给类型取别名使用typedef给类型取别名确实可以简化代码但是typedef有会遇到新的难题 typedef char* pstring;
int main()
{const pstring p1; // 编译成功还是失败失败没有初始化指针p1const pstring* p2; // 编译成功还是失败成功原句会被等效为char* const* p2;//*p2可以不初始化return 0;
} 在编程时常常需要把表达式的值赋值给变量这就要求在声明变量的时候清楚地知道表达式的 类型。然而有时候要做到这点并非那么容易因此C11给auto赋予了新的含义。 8.2 auto简介 在早期C/C中auto的含义是使用auto修饰的变量是具有自动存储器的局部变量但遗憾的是一直没有人去使用它大家可思考下为什么 C11中标准委员会赋予了auto全新的含义即auto不再是一个存储类型指示符而是作为一个新的类型指示符来指示编译器auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。 int TestAuto()
{return 10;
}
int main()
{int a 10;auto b a;auto c a;auto d TestAuto();cout typeid(b).name() endl;cout typeid(c).name() endl;cout typeid(d).name() endl;//auto e; 无法通过编译使用auto定义变量时必须对其进行初始化return 0;
} ❗【注意】 使用auto定义变量时必须对其进行初始化在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明而是一个类型声明时的“占位符”编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。 8.3 auto的使用细则 1. auto与指针和引用结合起来使用 用auto声明指针类型时用auto和auto*没有任何区别但用auto声明引用类型时则必须加。 int main()
{int x 10;auto a x;auto* b x;auto c x;cout typeid(a).name() endl;cout typeid(b).name() endl;cout typeid(c).name() endl;*a 20;*b 30;c 40;return 0;
} 2. 在同一行定义多个变量 当在同一行声明多个变量时这些变量必须是相同的类型否则编译器将会报错因为编译器实际只对第一个类型进行推导然后用推导出来的类型定义其他变量。 void TestAuto()
{auto a 1, b 2; auto c 3, d 4.0; // 该行代码会编译失败因为c和d的初始化表达式类型不同
} 8.3 auto不能推导的场景 1. auto不能作为函数的参数 // 此处代码编译失败auto不能作为形参类型因为编译器无法对a的实际类型进行推导
void TestAuto(auto a)
{} 2. auto不能直接用来声明数组 void TestAuto()
{int a[] {1,2,3};auto b[] {456};
} 3. 为了避免与C98中的auto发生混淆C11只保留了auto作为类型指示符的用法。 4. auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C11提供的新式for循环还有lambda表达式等进行配合使用。 9.基于范围的for循环(C11) 9.1 范围for的语法 在C98中如果要遍历一个数组可以按照以下方式进行 void TestFor()
{
int array[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i 0; i sizeof(array) / sizeof(array[0]); i)array[i] * 2;
for (int* p array; p array sizeof(array)/ sizeof(array[0]); p)cout *p endl;
} 对于一个有范围的集合而言由程序员来说明循环的范围是多余的有时候还会容易犯错误。因此C11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ”分为两部分第一部分是范 围内用于迭代的变量第二部分则表示被迭代的范围。 void TestFor()
{
int array[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
for(auto e : array)e * 2;
for(auto e : array)cout e ;
return 0;
}//注意与普通循环类似可以用continue来结束本次循环也可以用break来跳出整个循环。 9.2 范围for的使用条件 1. for循环迭代的范围必须是确定的。 对于数组而言就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围对于类而言应该提供begin和end的方法begin和end就是for循环迭代的范围。 注意以下代码就有问题因为for的范围不确定。 void TestFor(int array[])
{for(auto e : array)cout e endl;
} 2. 迭代的对象要实现和的操作。(关于迭代器这个问题以后会讲现在提一下没办法讲清楚现在大家了解一下就可以了) 10.指针空值---nullptr(C11) 1. 在使用nullptr表示指针空值时不需要包含头文件因为nullptr是C11作为新关键字引入的。 2. 在C11中sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。 3. 为了提高代码的健壮性在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr。
