缺省和重载.引用——初识c++

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个人主页:晓风飞
专栏:数据结构|Linux|C语言
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索


文章目录

  • C++输入&输出
  • cout 和cin
    • <<
    • >>
  • 缺省参数
    • 全缺省
    • 半缺省
      • 应用场景
      • 声明和定义分离的情况
  • 函数重载
    • 1.参数的类型不同
    • 2.参数的个数不同
    • 3.参数的顺序不同(本质还是类型不同)
  • C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
    • Linux编译器的命名规则
  • 引用
    • 引用概念
    • 引用特性
    • 引用的作用
      • 1.作为参数(输出型参数)
      • 2. 做返回值(减少拷贝,提高效率)
      • 2.对象比较大,减少拷贝,提高效率
    • 指针和引用的区别
    • 指针和引用的区别:
    • 底层:
  • 内联函数


C++输入&输出

cout 和cin

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<<

这里的c意思是console,把数据out到console(控制台)中去,而最后面的endl其实等价与\n,就是换行

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>>

同样的道理cin,把数据in到console(控制台),也就是输入数据到控制台中。

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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,他们都包含在包含< 
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,

缺省参数

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。

全缺省

#include<iostream>
using namespace::std;void Func(int a = 10 , int b = 20 , int c =30)
{cout << "a:" << a << endl;cout << "b:" << b << endl;cout << "c:" << c << endl << endl;
}int main()
{
// 没有传参时,使用参数的默认值
// 传参时,使用指定的实参Func(1,2,3);Func(1,2);Func(1);Func();return 0;
}

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那么可不可以隔着一个数传参呢?答案是不能
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半缺省

  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
#include<iostream>
using namespace::std;//半缺省参数从右往左依次给出
//半缺省参数不是缺少一半,而是有缺少就是半缺省
void Func(int a , int b = 20 , int c =30)
{cout << "a:" << a << endl;cout << "b:" << b << endl;cout << "c:" << c << endl << endl;
}int main()
{Func(1,2,3);Func(1,2);Func(1);return 0;
}

应用场景

假如我有一个栈,但是不知道要插入多少数据,目前栈的空间是固定的,怎么解决数据的容量问题?

struct stack
{int* a;int size;int capacity;
};void stackInit(stack* ps)
{//容量固定ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
}void StackPush(stack* ps,int x)
{
}int main()
{//不知道要插入多少个数据
}

用半缺省参数就可以很好的解决这个问题
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声明和定义分离的情况

在声明和定义分离的情况下,那么是在声明处缺省,还是在定义处缺省呢?

//stack.h头文件下的定义
void stackInit(struct stack* ps, int n = 4);//stack.cpp下的声明
void stackInit(struct stack* ps, int n)
{ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
}

应该在头文件下的定义处缺省,因为在运行时,要包含的是头文件,程序在编译的时候会展开头文件,这时候就可以进行缺省调用。而且在声明处还可以判断语法是否正确
如果在定义处缺省,那么在第3个情况下就会出现参数太少的报错情况,达不到缺省。

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如果声名与定义位置同时出现缺省,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。出现重定义报错

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函数重载

c语言不允许同名函数
c++可以,要求,函数名可以相同,但是参数不同,构成函数重载 ,并且会对数据类型自动匹配。

1.参数的类型不同

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2.参数的个数不同

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3.参数的顺序不同(本质还是类型不同)

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c语言不支持重载,链接时,直接用函数名去找地址,有同名函数,区分不开。
那么C++是怎么支持的呢?

C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)

函数名修饰规则,名字中引入参数类型,各个编译器自己实现了一套

Linux编译器的命名规则

因为Linux的规则比较简单,我们先理解一下Linux编译器的规则
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解释:如果是Add这样的前面就是_Z3,f就是_Z1,后面就都是加上函数名字和数据类型的首字母

正是用类似这样的规则给函数修饰名字,只要参数不同,修饰出来的名字就不一样,就支持了重载。这样链接的时候用这样的名字,就可以找到对应的函数地址

引用

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"。

int main()
{int a = 0;//引用,b就是a的别名int& b = a;cout << &a << endl;cout << &b << endl;return 0;
}

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注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

引用特性

  1. 引用在定义时必须初始化
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  2. 一个变量可以有多个引用
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  3. 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
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    4.引用不能改变指向
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引用的作用

1.作为参数(输出型参数)

//指针传参
void Swap(int* a, int* b)
{int tmp;tmp = *a;*a = *b;*b = tmp;
}//引用传参
void Swap(int &a , int &b)
{int tmp;tmp = a;a = b;b = tmp;
}int main()
{int x = 0, y = 1;Swap(&x, &y);cout << "x=" << x << endl;cout << "y=" << y << endl;Swap(x, y);cout << "x=" << x << endl;cout << "y=" << y << endl;
}

这里a相当于x的别名,y相当于b

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typedef struct Node
{struct Node* next;struct Node* prev;
}LNode,*Pnode;void PushBack(Pnode& phead, int x);void PushBack(struct LNode** phead, int x);
void PushBack(struct LNode*& phead, int x);int main()
{Pnode plist = NULL;return 0;
}

这里*pnode 相当于struct Node*,Node相当于struct Node

2. 做返回值(减少拷贝,提高效率)

int& func()
{int a = 0;return a;
}int main()
{int ret = func();return 0;
}

这段代码意味着返回a别名,但是由于栈帧销毁,会造成野引用,这里的值是不确定的,取决于编译器,以及是否清内存。
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可以看到这里随便调用了一个函数就导致结果变化,因为fxfunc相同,空间重复使用,所以在原来销毁的a的位置创建了b,所以导致输出来的值又a的6,变成了b的1。

小结:

返回变量出了函数作用域,生命周期就到了要销毁(局部变量),不能引用返回

那么怎么使用引用返回呢?

int& func()
{static int a = 6;return a;
}int main()
{int &ret = func();cout << ret << endl;return 0;
}

这里加上一个static就可以。


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;
}

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#include<iostream>
using namespace std; 
#include<assert.h>struct SeqList
{//成员变量int* a;int size;int cacpcity;//成员函数void Init(){a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);size = 0;cacpcity = 4;}void PushBack(int x){//... 扩容a[size++] = x;}//临时变量有常性//读写返回变量int& Get(int pos){assert(pos >= 0);assert(pos < size);return a[pos];}};int main()
{SeqList s;s.Init();s.PushBack(1);s.PushBack(2);s.PushBack(3);s.PushBack(4);for (int i = 0; i < s.size; i++){cout << s.Get(i) << "";}cout << endl;for (int i = 0; i < s.size; i++){if (s.Get(i) % 2 == 0){s.Get(i) *= 2;}}cout << endl;for (int i = 0; i < s.size; i++){cout << s.Get(i) << "";}}

2.对象比较大,减少拷贝,提高效率

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。这些效果指针也可以,但是引用效率更高

#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void main()
{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;
}

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指针和引用的区别

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指针和引用的区别:

1.引用是别名,不需要开空间
语法:
2.引用必须初始化,指针可以初始化也可以不初始化
3,引用不能改变指向,指针可以
4.引用相对更安全,没有空引用,但是有空指针,容易出现野指针,但是不容易出现野引用
5.

底层:

1.引用底层是用指针实现的
2.语法含义和底层实现是背离

  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

从汇编层面上,没有引用,都是指针,引用编译后也转换成指针了。
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内联函数

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