基本的輸入/輸出

頭文件和命名空間

• iostream是C++的標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出流岂丘。當(dāng)在程序中使用cin或cout時(shí)，必須在程序的最前面包含這個(gè)流眠饮。如果還要使用其他的內(nèi)容奥帘，那么需要包含其他的頭文件。每條#include指令只可以包含一個(gè)頭文件仪召，如果需要包含多個(gè)頭文件寨蹋，則需要使用多條#include嵌入指令。
• 在C++中扔茅，頭文件不再以.h結(jié)尾已旧，以.h結(jié)尾的頭文件是C語言中常用的頭文件。

常用的頭文件有以下這些：

• 標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出流：<iostream>
• 標(biāo)準(zhǔn)文件流：<fstream>
• 標(biāo)準(zhǔn)字符串處理函數(shù)：<string>
• 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)：<cmath>

• 當(dāng)使用<尖括號>時(shí)召娜，C++編譯器將首先在C++系統(tǒng)設(shè)定的目錄中尋找要包含的文件运褪，如果沒有找到，再到指令中指定的目錄中去查找玖瘸。
• 當(dāng)使用"雙引號"時(shí)秸讹，C++編譯器在用戶當(dāng)前目錄下或指令中指定的目錄下尋找要包含的文件。

C++為了避免命名沖突雅倒，特別引入了“命名空間”的定義璃诀，即namespace。命名空間的作用是為了消除同名引起的歧義蔑匣。

using namespace std;//使用命名空間

//定義如下
namespace 命名空間名
{
    命名空間內(nèi)的各種聲明劣欢。棕诵。。氧秘。
    （函數(shù)聲明年鸳、類聲明。丸相。搔确。）
}

強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符

static_cast用于將一種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)據(jù)類型，使用格式如下：

//格式
static_cast<type>(expression)

void tranform() {
    double d = 3.1415;
    //下面四種寫法都是正確的
    int a0 = static_cast<int>(d);//強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
    int a1 = int(d);//強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的新形式
    int a2 = (int)d;//強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的舊形式
    int a3 = d;//自動類型轉(zhuǎn)換

    std::cout << "a0 = " << a0 << std::endl;//a0 = 3
    std::cout << "a1 = " << a1 << std::endl;//a1 = 3
    std::cout << "a2 = " << a2 << std::endl;//a2 = 3
    std::cout << "a3 = " << a3 << std::endl;//a3 = 3
    std::cout << "d = " << d << std::endl;//d = 3.1415
}

類型轉(zhuǎn)換示意圖

函數(shù)參數(shù)的默認(rèn)值

C++語言規(guī)定灭忠，提供默認(rèn)值時(shí)必須按從左至右的順序提供膳算，即有默認(rèn)值的形參必須在形參列表的最后。如果有某個(gè)形參沒有默認(rèn)值弛作，則它左側(cè)的所有形參都不能有默認(rèn)值涕蜂。

調(diào)用函數(shù)時(shí)，主調(diào)函數(shù)的實(shí)參與被調(diào)函數(shù)的形參按從左至右的順序進(jìn)行匹配對應(yīng)映琳。

引用和函數(shù)參數(shù)的傳遞

1.引用的定義

引用相當(dāng)于給變量起了個(gè)別名机隙，變量對應(yīng)于某個(gè)內(nèi)存地址，如果給某個(gè)變量起了別名（不需要給它另開辟內(nèi)存單元）萨西，相當(dāng)于變量和這個(gè)引用都對應(yīng)到同一個(gè)地址有鹿。

程序中使用哪個(gè)名字都是允許的。在C++中引用的定義格式如下：

void refrensh() {
    int a = 10;//在棧區(qū)分配一個(gè)變量a谎脯，并把常量區(qū)的10的地址賦值給變量a
    int &b = a;//在棧區(qū)分配一個(gè)變量b葱跋，訪問變量b中所保存的地址，把a(bǔ)中保存的地址賦值給b
    
    std::cout << &a << std::endl;//0x7ffeefbff52c
    std::cout << &b << std::endl;//0x7ffeefbff52c
}

2.引用在函數(shù)中的使用

• 在程序中不僅能定義變量的引用源梭，還可以將引用用在函數(shù)中娱俺。引用既可以作為函數(shù)的參數(shù)使用，也可以作為函數(shù)的返回值使用废麻。
• 在C++中荠卷，函數(shù)調(diào)用時(shí)參數(shù)的傳遞有兩種：傳值和傳引用。
  • 傳值烛愧，實(shí)際上是傳遞的對象的值油宜。
  • 傳引用，是傳遞對象的首地址屑彻。
  • 如果函數(shù)的形參不是引用验庙，那么調(diào)用時(shí)顶吮，實(shí)參傳遞給形參通常的方式是傳值的方式社牲，即將實(shí)參的值拷貝給形參。在函數(shù)執(zhí)行過程中悴了，都是對這個(gè)拷貝做操作的搏恤，函數(shù)執(zhí)行完畢返回后违寿，形參的值并不拷貝回實(shí)參，也就是說函數(shù)內(nèi)部對形參的修改不會影響到函數(shù)外部的實(shí)參的值熟空。
  • 如果函數(shù)的形參是引用藤巢，則調(diào)用時(shí)實(shí)參傳遞給形參的是傳引用的方式。函數(shù)調(diào)用時(shí)息罗，實(shí)參對象名傳遞給形參對象名掂咒，形參對象名就成了實(shí)參對象名的別名，即形參是對應(yīng)實(shí)參的引用迈喉，它們是等價(jià)的绍刮，代表同一個(gè)對象，也可以看做是將實(shí)參的地址傳遞給了形參挨摸。在函數(shù)內(nèi)部對形參的操作孩革，都是對這個(gè)地址的內(nèi)容進(jìn)行的，相當(dāng)于對實(shí)參的值做了操作得运。所以膝蜈，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢返回后，實(shí)參的變化被保留下來熔掺。

#include <iostream>

void swapeValue(int a, int b) {
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;
    
    std::cout << "swapeValue函數(shù)內(nèi):a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
}

void swapeRef(int &a, int &b) {
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;
    
    std::cout << "swapeRef函數(shù)內(nèi):a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
}

int &refFunc(int &x) {
    return x;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int a = 10, b = 15;
    swapeValue(a, b);
    //swapeValue函數(shù)內(nèi):a = 15, b = 10
    std::cout << "swapeValue函數(shù)外:a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
    //swapeValue函數(shù)外:a = 10, b = 15
    
    swapeRef(a, b);
    //swapeRef函數(shù)內(nèi):a = 15, b = 10
    std::cout << "swapeRef函數(shù)外:a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
    //swapeRef函數(shù)外:a = 15, b = 10
    
    int x = 30;
    refFunc(x) = 35;//返回值是引用的函數(shù)調(diào)用表達(dá)式可以作為左值使用
    std::cout << "返回值為引用：x = " << x << std::endl;
    //返回值為引用：x = 35
    
    return 0;
}

const與指針共同使用

const修飾指針變量時(shí)饱搏，其基本含義如下：

1. 如果唯一的const位于符號*的左側(cè)，表示指針?biāo)笖?shù)據(jù)是常量瞬女，數(shù)據(jù)不能通過本指針改變窍帝，但可以通過其他方式進(jìn)行修改；指針本身是變量诽偷，可以指向其他內(nèi)存單元坤学。

   void constFunc1() {
       int temp = 10;
       int temp1 = 20;
   
       //`const`位于`*`左側(cè)，修飾`int *`類型报慕，
       //表示指針?biāo)笖?shù)據(jù)為常量  *a = &temp1;?
       //不能通過該指針修改數(shù)據(jù)
       const int *a = &temp;
   
       //指針本身是變量深浮，可以指向其他地址
       a = &temp1;
       std::cout << "a = " << *a << std::endl;//a = 20
   
       //也可以通過其他方式修改
       temp1 = 11;
       std::cout << "a = " << *a << std::endl;//a = 11
   }
   

2. 如果唯一的const位于符號*的右側(cè)，表示指針本身是常量眠冈，不能讓該指針指向其他內(nèi)存地址飞苇；指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)可以通過本指針就行修改。

   void constFunc2() {
       int temp = 10;
       int temp1 = 20;
   
       //`const`位于`*`右側(cè)蜗顽，修飾指針變量布卡，
       //表示指針本身為常量
       int * const a = &temp;
   
       //該指針不能指向其他內(nèi)存地址
       //a = &temp1; ?
   
       //指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)可以通過本指針就行修改
       *a = temp1;
       std::cout << "a = " << *a << std::endl;//a = 20
       std::cout << "temp = " << temp << std::endl;//temp = 20
   }
   

3. 在符號*左右各有一個(gè)const的時(shí)候，表示指針和指針?biāo)傅臄?shù)據(jù)都是常量雇盖，既不能讓指針指向其他地址忿等，也不能通過指針修改所指向的內(nèi)容。

   void constFunc3() {
       int temp = 10;
       int temp1 = 20;
   
       //指針和指針?biāo)傅臄?shù)據(jù)都是常量
       const int * const a = &temp;
   
       //既不能讓指針指向其他地址
       //    a = &temp1; ?
       //也不能通過指針修改所指向的內(nèi)容
       //    *a = &temp1; ?
   }
   

簡單助記規(guī)則
const修飾其左側(cè)內(nèi)容
如果const是本行第一個(gè)標(biāo)識符崔挖，則修飾右側(cè)內(nèi)容

內(nèi)聯(lián)函數(shù)

• 為了避免這種頻繁的函數(shù)調(diào)用和返回贸街，c++語言引入了內(nèi)聯(lián)函數(shù)的概念庵寞。使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯器在編譯時(shí)并不生成函數(shù)調(diào)用薛匪，而是將程序中出現(xiàn)的每一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式直接用該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體進(jìn)行替換捐川，就像整個(gè)函數(shù)體在被調(diào)用處被重寫了一遍一樣。很顯然逸尖，使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)會使最終可執(zhí)行程序的體積增大古沥，這是以空間消耗節(jié)省時(shí)間開銷。
• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)該定義在前娇跟，調(diào)用在后渐白，定義時(shí)只需在函數(shù)頭返回類型前面加上關(guān)鍵字inline。
• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)主要用于代碼量少的函數(shù)逞频，頻繁調(diào)用纯衍。
• 如果函數(shù)體中有循環(huán)語句或switch語句，則通常不定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)苗胀。

函數(shù)的重載

所謂函數(shù)重載忠寻，是指在程序的同一范圍內(nèi)聲明幾個(gè)功能類似的同名函數(shù)潘懊。

實(shí)現(xiàn)函數(shù)重載必須滿足下列條件之一：

• 參數(shù)表中對應(yīng)的參數(shù)類型不同
• 參數(shù)表中參數(shù)個(gè)數(shù)不同

如果函數(shù)參數(shù)表中不同類型參數(shù)的次序不同借帘，也符合上面所說的條件剑按。要注意的是，返回值類型不能用來區(qū)分函數(shù)澜驮，也就是說陷揪，如果兩個(gè)函數(shù)的名字和參數(shù)表都是一樣的，僅僅返回值類型不同杂穷，則這兩個(gè)函數(shù)不是重載的悍缠，編譯器認(rèn)為它們是重復(fù)定義，會編譯報(bào)錯(cuò)耐量。

編譯階段飞蚓，程序還沒有執(zhí)行，所以并不知道返回值是什么廊蜒，更加確定不了它的類型趴拧，所以編譯器不能根據(jù)返回值來判斷該調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。

int maxFunc(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}
float maxFunc(float a, float b) {
    return a > b ? a : b;
}
double maxFunc(double a, double b) {
    return a > b ? a : b;
}

采用引用參數(shù)山叮，也不能區(qū)分函數(shù)

//錯(cuò)誤的重載函數(shù)?
void log(double);
void log(double&)

二義性

//產(chǎn)生二義性?
int sun(int a, int b, int c = 0) {
    return a + b + c;
}
int sun(int a, int b) {
    return a + b;
}

指針和動態(tài)內(nèi)存分配

使用new運(yùn)算符動態(tài)申請的內(nèi)存空間著榴，需要在使用完畢時(shí)釋放。C++提供了delete運(yùn)算符屁倔，用來釋放動態(tài)分配的內(nèi)存空間脑又。delete運(yùn)算符基本用法如下：

delete 指針;//釋放動態(tài)分配的內(nèi)存空間
delete [] 數(shù)組指針;//釋放數(shù)組

delete運(yùn)算符后面的指針必須是指向動態(tài)分配的內(nèi)存空間的，否則運(yùn)行時(shí)和可能出錯(cuò)。

用string對象處理字符串

c++標(biāo)準(zhǔn)模板庫中提供了string數(shù)據(jù)類型挂谍，專門用于處理字符串。string是個(gè)類瞎饲，這個(gè)類型的變量稱為string對象口叙。

1.string對象的聲明

要在程序中使用string對象，必須在程序中包含頭文件string嗅战，即在程序的最前面加上如下語句：

#include <string>

聲明一個(gè)string對象妄田，和聲明普通變量是類似的，格式如下：

string 變量名;

void declareString() {
    //聲明string對象str驮捍，值為空
    std::string str;
    //聲明string對象city疟呐，并使用字符串常量進(jìn)行初始化
    std::string city = "YangCheng";
    //聲明string對象str2，并使用字符串變量進(jìn)行初始化
    std::string str2 = city;
    
    //使用字符串?dāng)?shù)組對string對象初始化
    char name[] = "C++程序";
    std::string pName = name;
    
    //聲明一個(gè)string對象數(shù)組
    std::string strArr[] = {
        "beijing",
        "Shanghai",
        "shenzhen",
        "guangzhou"
    };
}

2.string對象的操作

字符串賦值东且、取值启具、比較、拼接

void stringOpt1() {
    std::string s1, s2;
    s1 = "C++程序";
    s2 = s1;
    
    std::string s3;
    std::cout << "s3 = " << s3 << std::endl;
    //輸出：s3 =
    
    s3 = s1 + s2;
    std::cout << s1 + s2 << std::endl;
    //輸出：C++程序C++程序
    std::cout << "s3 = " << s3 << std::endl;
    //輸出：s3 = C++程序C++程序
    
    s3 += "de";
    std::cout << "s3 = " << s3 << std::endl;
    //輸出：s3 = C++程序C++程序de
    
    bool b = s1 < s3;
    std::cout << "bool = " << b << std::endl;
    //輸出：bool = 1
    
    char c = s1[2];
    std::cout << "c = " << c << std::endl;
    //輸出：c = +
    std::cout << "s1[2] = " << s1[2] << std::endl;
    //輸出：s1[2] = +
    
    char arrStr[] = "hello";
    s3 = s1 + arrStr;
    std::cout << "s3 = " << s3 << std::endl;
    //輸出：s3 = C++程序hello
}

字符串獲取長度珊泳、判空鲁冯、拼接、獲取容量色查、截取薯演、插入

void stringOpt2() {
    std::string str;
    
    if (str.empty()) {
        std::cout << "str is null, " << "length = " << str.length() << std::endl;
        //輸出：str is null, length = 0
    } else {
        std::cout << "str is not null" << std::endl;
    }
    
    str = str.append("abcdefg");
    std::cout << "str = " << str << ", size = " << str.size() << std::endl;
    //輸出：str = abcdefg, size = 7
    
    const char *p = str.c_str();
    std::cout << "p = " << p << std::endl;
    //輸出：p = abcdefg
    
    //查找字符串“de”，從第n個(gè)下標(biāo)開始
    std::cout << "find: " << str.find("de", 0) << std::endl;
    //輸出：find: 3
    std::cout << "find: " << str.find("de", 4) << std::endl;
    //輸出：find: 18446744073709551615
    //查找失敗
    
    //從第n個(gè)下標(biāo)開始插入字符串“123”
    std::string str1 = str.insert(4, "123");
    std::cout << "str1 = " << str1 << std::endl;
    //輸出：str1 = abcd123efg
}

C++語言的程序結(jié)構(gòu)

C++程序以.cpp作為文件擴(kuò)展名秧了，文件中包含若干個(gè)類和若干個(gè)函數(shù)跨扮。程序中必須有且僅有一個(gè)主函數(shù)main()，這是程序執(zhí)行的總?cè)肟谘檎薄Ｖ骱瘮?shù)也稱為主程序衡创。程序從主函數(shù)main()的開始處執(zhí)行，主函數(shù)可以在任何地方出現(xiàn)晶通，按照其控制結(jié)構(gòu)钧汹，一直執(zhí)行到結(jié)束。

程序的結(jié)束通常是遇到了以下兩種情形之一：

1. 在主函數(shù)中遇到return語句录择。
2. 執(zhí)行到主函數(shù)最后面的括號拔莱。

主函數(shù)中可以調(diào)用程序中定義的其他函數(shù)，但其他函數(shù)不能調(diào)用主函數(shù)隘竭。主函數(shù)僅是系統(tǒng)為執(zhí)行程序時(shí)所調(diào)用的塘秦。

C++程序中，仍沿用C語言的注釋風(fēng)格动看，即注釋有以下兩種形式：

1. 從/*開始尊剔，到*/結(jié)束，這之間的所有內(nèi)容都視作注釋菱皆。
2. 從//直到行尾须误，都是注釋挨稿。