二、从C到C++

本章介绍一些C++拓展的非面向对象功能。

1. 引用（掌握）

1.1 概念

引用从一定程度上讲是一个指针的平替，几乎被所有面向对象编程语言所使用。引用相当于对某一个目标变量起”别名“。

操作引用与操作原变量完全一样。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    int a = 1;
    // b是a的引用
    int &b = a;    cout << a << " " << &a << endl; //1 0x61fe88
    cout << b << " " << &b << endl; //1 0x61fe88
    return 0;
}

1.2 引用的性质

• 可以改变引用的值，但是不能再次成为其他变量引用。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    int a = 1;
    // b是a的引用
    int &b = a;
    int c = 3;
    b = c; // 3 只是赋值，不是引用，b还是a的引用    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88
    cout << b << " " << &b << endl; //3 0x61fe88
    cout << c << " " << &c << endl; //3 0x61fe84
    return 0;
}

• 声明引用的时候，必须要初始化。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    int a = 1;
//    int &b; // 错误 引用必须要初始化。    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88    return 0;
}

• 声明引用的时候，不能初始化为null

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    int a = 1;
    // int &b = nullptr; // 错误引用不能初始化为null
//    int &b = null;
    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88    return 0;
}

• 声明引用的时候，初始化的值可以是纯数值，但是此时要用const关键字修饰引用，表示该引用为常量引用，这样引用的值不可变。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    const int &a = 1;   // 常量引用
    // a = 2; // 错误常量引用的数值不能被改变    cout << a << " " << &a << endl; //3 0x61fe88    return 0;
}

• 可以将变量引用的地址赋值 给一个指针，此时指针指向的还是原来的变量。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    int a = 1;
    int &b = a;
    int *c = &b;    cout << a << " " << &a << endl; // 1 0x61fe84
    cout << b << " " << &b << endl; // 1 0x61fe84
    cout << *c << " " << c << endl; // 1 0x61fe84    return 0;
}

• 可以使用const修饰引用，此时如果原变量的值改变了，引用的值也会改变。

#include <iostream>using namespace std;int main()
{
    int a = 1;
    const int &b = a;
    a++;
//    b++;  // 错误的，b是只读的    cout << a << " " << &a << endl; // 2 0x61fe84
    cout << b << " " << &b << endl; // 2 0x61fe84    return 0;
}

1.3 引用的参数

写一个函数，函数有两个参数a和b，函数 的功能是交换两个传入的参数【原来】变量的值。

#include<iostream>
#include <string.h>
using namespace std;// 只是test1内部进行相互交换了
// 不符合需求
void test1(int a,int b)
{int t = a;
    a = b;
    b = t;
}// C语言的指针
void test2(int *a,int *b)
{*a = *a^*b;*b = *a^*b;*a = *a^*b;
}// C++ 编程方式
void test3(int &a,int &b)
{
    a = a^b;
    b = a^b;
    a = a^b;
}int main()
{int a = 1;int b = 2;test3(a,b);
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;return 0;
}

引用作为参数进行定义的时候，在参数传递时，是不会产生副本的，这样会提高运行效率，我们在正常编程中，建议使用引用作为参数进行传递。

引用参数，在不参与计算的情况，我们建议使用const进行修饰。以达到引用安全的目的。

1. 赋值（熟悉）

通常编程当中使用=进行赋值操作，C++新增了新的赋值语法。

#include<iostream>
#include <string.h>
using namespace std;int main()
{int a(1);   // int a = 1;
    cout << a << endl;int b(a);   // int b = a;
    cout << b << endl;int c(a+b); // int c = a + b;
    cout << c << endl;  // 2return 0;
}

C++11里对上述写法又进行了升级

#include<iostream>
#include <string.h>
using namespace std;int main()
{
    double b = 3.14;
    int b1 = b;
    int b2(b);
    int b3{b};  // C++11新增的 对数据窄化做出警告    cout << b1 << endl; // 3 数据窄化
    cout << b2 << endl; // 3 数据窄化
    cout << b3 << endl; // 3 数据窄化
    return 0;
}

1. 键盘输入（掌握）

可以使用cin把用户在命令行中输入的内容赋值到变量中。

cin与cout一样，都属于头文件iostream中标准输入输出流。

#include<iostream>
#include <string.h>
using namespace std;int main()
{int a;// C++ 的字符串是string
    string str;    cout << "请输入一个数字和字符串:" << endl;
    cin >> a >> str ; // 接收键盘输入：一个整数和一个字符串,可以连续输入。
    cout << a << endl;
    cout << str << endl;return 0;
}

1. string 字符串类（掌握）

string 不是C++的基本数据类型，他是一个C++标准库中的字符串类，使用时需要引入头文件，#include<string>，而不是string.h

string在绝大多数情况下，可以替代C语言中字符串，不必担心内存是否足够，和字符串长度等，其中内部还包含了很多字符串处理函数，可以完成各种情况下的字符串处理功能。

string和C语言相同，字符串编码使用ASCII编码，不支持中文。

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{
    string str = "helloworld";
    cout << str.size() << endl; // 10字符串长度
    cout << str.length() << endl; // 10字符串长度    cout << str[1] << endl; // e
    cout << str.at(5) << endl; // w    return 0;
}

两种方式都可以，但是在C++中更推荐你使用at函数。原因时at函数更加安全。at函数的运行效率慢。[ ]效率更高。

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{
    string str = "helloworld";
    cout << str.size() << endl; // 10字符串长度
    cout << str.length() << endl; // 10字符串长度    // cout << str[100] << endl; // 什么都不输出，也不报错，不安全
    cout << str.at(100) << endl; // 安全的，越界会报异常。    return 0;
}

string 类支持多种遍历方式

• 普通循环（for循环）
• for each循环 C++11

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{
    string str = "helloworld";
    // 以for循环的方式遍历输出字符串
    for(int i = 0; i <str.size(); i++)
    {
        cout << str.at(i);
    }
    cout << endl;    // for each的方式进行循环遍历字符串
    for(char i : str)
    {
        cout <<i;
    }    return 0;
}

1. 函数

5.1 内联函数（掌握）

内联函数用于取代C语言中宏定义的函数。内联函数的正确使用可以提升程序的执行效率。内联函数在编译的时候，直接把函数体展开到主函数中编译，在运行期间可以减少调用的开销。（以空间换时间）

通常将具有以下性质的函数写为内联函数：

• 代码长度5行以内。
• 不能包含复杂的控制语句。
• 被频繁调用

#include<iostream>
using namespace std;// 声明成-内联函数
inline void show(string str)
{
    cout << str << endl;
}int main()
{
    show("nihao");
    return 0;
}

内联函数关键字：inline

后续学习的成员函数都默认添加了inline修饰。

但是我们手动添加的inline关键字，将函数声明称内联函数。这个不是我们能决定的。我们只是给编译器提一个建议，编译器有自己的判断准则。具体是否能变成内联函数，还是编译器自己决定的。

5.2 函数重载 overload（重点）

C++中允许多个函数使用同一个名称，这种写法就是函数重载。函数重载要求函数名称相同，但是参数不同（类型或者数量）或者前后顺序不同。与返回值和其他因素无关。

#include <iostream>
using namespace std;void print_show(int i,double d)
{
    cout << "调用了int重载" << i << endl;
}//void print_show(double d)
//{
//    cout << "调用了double重载" << d << endl;
//}//void print_show(float f)
//{
//    cout << "调用了float重载" << f << endl;
//}void print_show(string str)
{
    cout << "调用了string重载" << str << endl;
}int main()
{
    print_show(6,5.4);
    return 0;
}

5.4 哑元函数（熟悉）

函数的参数只有类型，没有名称，有这样的参数的函数就是哑元函数。

#include <iostream>
using namespace std;// 哑元函数
void print_show(int)
{
    cout << "调用了int重载" << endl;
}void print_show(string str)
{
    cout << "调用了string重载" << str << endl;
}int main()
{
    print_show(6);  // 尽管函数内不用参数，但是还是需要传递参数
    return 0;
}

作用1：哑元函数用来区分函数重载。

作用2：运算符重载中会用到。

#include <iostream>
using namespace std;// 哑元函数
void print_show(int i,int)
{
    cout << "调用了int1重载" << endl;
}void print_show(int i)
{
    cout << "调用了int2重载" << endl;
}void print_show(string str)
{
    cout << "调用了string重载" << str << endl;
}int main()
{
    print_show(6,1);  // 尽管函数内不用参数，但是还是需要传递参数
    return 0;
}