一文带你入门C++，类与对象、6个默认成员函数、this指针以及static关键字。

C++98关键字：63个

一、命名空间规则（namespace）

1.命名空间可以解决函数、全局变量名重复的问题，包在不同的命名空间里的重复函数，实际就是两个完全无关的函数。

2.命名空间允许续嵌套：嵌套内部和外部没有任何关系。

3.命名空间允许重名：重名的命名空间就会被合并。

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。它解决了C语言中只能用文件划分作用域的缺点。

命名空间使用有3种方式。

第1种：加命名空间名称及作用于限定符

int main() { printf("%d\n", N::a); return 0; }

第2种：（常用）

使用using关键字可以引用一个命名空间，使得这个命名空间中的所有内容对自己可见。

using N：：b；

第3种：使用using namespace命名空间名称引入

using namespace N;

如果两个命名空间中分别有一模一样的两个函数（参数列表，函数名一样），那么即使同时用using引用了两个命名空间也不会报错。除非使用了两个函数，因为使用函数会产生歧义，也不知道该调哪个。

二、C++输入/输出（cout，cin）必须包含<iostream>,using namespace std;

c语言和C++关于函数方面的区别：

函数返回值类型，函数参数类型，C+函数参数可以带默认值，函数命名规则不同。
C++语言编译器比C对函数参数、返回值类型更加严格。
C语言没有显式写返回值类型时，C语言默认返回值类型为int。

三、 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默认值。

在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该默认值，否则使用指定的实参。

缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。

缺省值必须是常量或全局变量。

1.如果传入了，那么会取传入的值，如果没有传入，会取函数定义时被赋予的值（默认值）

2.这些参数必须位于参数列表的尾部，不能穿插

3.被赋值的参数列表不能在声明和定义中同时出现，只能出现一次。

4.函数的参数列表中，允许存在被赋值的参数，

分类：1全缺省参数、2半缺省参数（从右往左依次给出，不能间隔给）。

四、函数重载（在相同作用域中，函数名字必须相同，参数列表不同。）

C++允许两个重名函数同时存在，但他们的参数列表不能完全相同，（参数个数/类型/顺序）。

运行程序：预处理、编译、汇编、链接。

函数重载调用原理：

编译器在编译阶段，会对函数实参类型进行推演，根据结果找类型匹配的函数进行调用。如果有类型完全匹配的函数，则直接进行调用。如果没有类型完全匹配的函数，则会进行隐式类型转换，若隐式类型转换后，有对应的函数则调用，若没有就报错。

C语言不支持函数重载，C++到底是怎么支持函数重载？
1. C++和C语言编译器对函数名字修改规则不一样。
2.VS是一个集成开发环境，当点击生成或重新生成时：预处理-编译.obj-汇编-链接-生成可执行代码。
3.C/C++编译器对源文件是单独进行编译的，函数只有声明，没有定义可以编译通过，但不能链接。C语言只是加下划线_Add
4.C++编译器在编译函数时，会对函数名字进行修改，将参数类型添加到最终名字中，在代码层面，看起来函数名字相同，但编译器编译完成之后，底层使用的名字不一样。int Add(int left,int right)->?Add@@HHH@Z,double Add(double left,double right)->?Add@@YANNN@Z

1.名字修饰：

在C语言中，名字修饰只是在函数名前加下划线，所以只要函数名相同，就会导致冲突（C语言不支持函数重载的原因）。

在C++中，名字修饰是“？函数名@域名1@域名2@......@@参数列表@Z”的格式构成的，包含：

a、函数名

b、所在域

c、参数列表

所以C++中，以上三个必须完全相同，才会出现冲突，这就是函数重载的原理（底层处理）

2.extern“C”：将一段代码包起来，那么这段代码将会以C语言的风格进行编译。

五、引用（一般用于作参数或者返回值）

引用是给一个（变量）起别名，两个名字都是一个变量，所以操作谁从结果上看都一样。共用一块内存空间。注意const是常量。

引用是代替指针完成跨栈操作的，所以它具备指针跨栈的一切特点。

引用的底层实现实际是指针。

特点：引用在定义时必须初始化。

一个变量可以有多个引用。

一旦引用了一个变量，就不能再引用其他变量。

规避掉了野指针，空指针的过程。

void TestRef()
{ int a = 10;
int& ra = a;//<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}

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;
}

输出结果是7。函数返回时，离开函数作用域后，栈上空间已经还给系统了。不能用栈上空间作为引用类型返回。

C语言中，传值：不能通过形参改变外部的实参，因为形参是实参的一份拷贝。
如果想要通过形参改变外部的实参，可以使用指针解引用。传地址。问题：指针可能不安全，--每次使用必须要指针判空，代码可读性较差。

2.引用和指针的不同点:

(1). 引用在定义时必须初始化，指针没有要求

(2). 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

(3). 没有NULL引用，但有NULL指针

(4). 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)

(5). 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

(6).没有多级引用，但有多级指针

(7). 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

(8). 引用比指针使用起来相对更安全（指针可以改变指向，指针可以为空，野）

六、内联函数

调用时不创建新栈而直接在调用处展开的函数叫内联函数，关键字为inline（以空间换时间）。

内联函数一个对编译器的建议，如果函数过于复杂，编译器是会不接受你的建议，而处理成普通的函数。

inline可以代替带参宏。

宏是不安全的，能用inline就用inline。inline安全。

在类声明中定义的函数，除了虚函数的其他函数都会自动隐式地当成内联函数。

编译器对 inline 函数的处理步骤

将 inline 函数体复制到 inline 函数调用点处；
为所用 inline 函数中的局部变量分配内存空间；
将 inline 函数的的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中；
如果 inline 函数有多个返回点，将其转变为 inline 函数代码块末尾的分支（使用 GOTO）

虚函数（virtual）可以是内联函数（inline）吗？

虚函数可以是内联函数，内联是可以修饰虚函数的，但是当虚函数表现多态性的时候不能内联。
内联是在编译器建议编译器内联，而虚函数的多态性在运行期，编译器无法知道运行期调用哪个代码，因此虚函数表现为多态性时（运行期）不可以内联。
inline virtual 唯一可以内联的时候是：编译器知道所调用的对象是哪个类（如 Base::who()），这只有在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才会发生。

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 2. 函数定义换用内联函数

七、Auto关键字（c++11）：

1.修饰具有自动存储器的局部变量，

2.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。

3.主要用于范围for：（用于遍历容器vector，数组）迭代的范围必须确定。

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。

4.使用auto声明指针类型时，auto与auto*无区别，声明引用时必须加&。

5.auto不能作为函数参数，不能声明数组。

八、范围for

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。
可用continue结束本次循环，可用break跳出整个循环。
迭代范围必须确定，数组第一个元素和最后一个元素的范围。
迭代对象要实现++，--操作。

九、指针空值nullptr

1.null被定义为字面常量0或者无类型指针的常量。nullptr代表指针空值常量。

2. 在使用nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件，因为nullptr是C++11作为新关键字引入的。

3. 在C++11中，sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。

4. 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。

十、const作用

修饰变量，说明该变量不可以被改变；
修饰指针，分为指向常量的指针（pointer to const）和自身是常量的指针（常量指针，const pointer）；
修饰引用，指向常量的引用（reference to const），用于形参类型，即避免了拷贝，又避免了函数对值的修改；
修饰成员函数，说明该成员函数内不能修改成员变量。

十一、volatile

volatile int i = 10;

volatile 关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素（操作系统、硬件、其它线程等）更改。所以使用 volatile 告诉编译器不应对这样的对象进行优化。
volatile 关键字声明的变量，每次访问时都必须从内存中取出值（没有被 volatile 修饰的变量，可能由于编译器的优化，从 CPU 寄存器中取值）
const 可以是 volatile （如只读的状态寄存器）
指针可以是 volatile

十二、类：类和对象

类是概念，对象是实体。

1、结构体在C和C++中的不同

（1）.在C++中，用结构体定义变量不需要加Struct，而C中不行。

（2）.在C++中，可以定义空结构体，大小为1，而C中不行。

（3）.在C++中，可以在结构体中声明甚至实现函数，在C中只能放函数指针。

（4）.在C++中，成员函数直接可以访问本结构的成员变量而无需传入，在C中，函数和结构并无直接关联。

*成员函数不影响结构体的大小

*因为成员函数是放在公共区域的，只是在这个结构体域中而已。

2.类的定义：

12.类的定义：
class className
{
// 类体：由成员函数和成员变量组成
}; // 一定要注意后面的分号

访问限定符：public，protected，private

C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体去使用。另外C++中struct还可以用来定义类。

struct与class的区别：struct的成员默认访问方式是public，class是struct的成员默认访问方式是private。

类是一类特殊的结构体，在上述结构体中，加入public：，把struct改成class就成了一个简单的类。

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。

访问限定符：

public：正常访问

private：能在类内访问

protected：目前跟private没有区别

tip1：访问限定符旨在编译阶段生效，编译好后，在运行阶段并没有限定。

tip2：结构体其实也能使用访问限定符，只是一般不去使用，因为它是用来兼容C结构体的。

tip3：结构体中默认是public，而类中默认是private

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。本质上是一种管理，使用protected/private把成员封装起来，开放公有成员函数访问。

十三、类的作用域

类定义了一个新的作用域，类的所有成员都在类的作用域中。在类体外定义成员，需要使用 :: 作用域解析符指明成员属于哪个类域。

如何计算类的大小：结构体的内存对齐原则

对齐规则是按照成员的声明顺序，依次安排内存，其偏移量为成员大小的整数倍，0看做任何成员的整数倍。

1. 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。
VS中默认的对齐数为8，gcc中的对齐数为4
3. 结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

最后结构体的大小为最大成员的整数倍 (所以这里的B中，最后结构体大小为double的倍数是24，而不是18)。

另：C语言中，空的结构体在内存中所占大小为0。(仅在gcc中测试为0）。

例如：

typedef struct
{ int a; short b; double c;
}A;
typedef struct
{int a;double b;short c;
}B;
结果是sizeof（A）=16；sizeof（B）=24

一般不说明，都说得是32位编译器

为什么要内存对齐？
1.平台原因(移植原因)：并不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
2.性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

大端和小端是什么？

大端存储模式：就是内存的低地址上存着数据的高位，高地址上存着数据的低位。

小端存储模式：就是内存的低地址上存数据的低位，而高地址上存数据的高位。

为什么要有大小端？

在计算机系统中，规定：每个地址单元都会对应一个字节（8个bit），但是，在c语言中，除了有一个字节（8个bit）的char，也有两个字节（16个bit）的short，也有四个字节（32个bit）的long（在不同的编译器下可能不同）。对于16位或者32位的处理器，即就是大于8位的处理器，由于寄存器的宽度大于一个字节，那么就存在如何将一个多字节的变量的数据如何存放的问题——所以，就有了大小端之分。

十四、this指针（本质是一个成员函数的形参）

this指针是成员函数第一个隐含的指针形参。

一般成员函数中都含有一个this指针，这个指针指向调用这个成员函数的对象。

this指针的特性：

1. this指针的类型：类类型* const
2. 只能在“成员函数”的内部使用
3. this指针本质上其实是一个成员函数的形参，是对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给this形参。所以对象中不存储this指针。
4. this指针是成员函数第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户传递

十五、类的6个默认成员函数

十六、构造函数（初始化）

它是一个特殊的成员函数，在对象的生命周期内只调用一次。并不是开空间创造对象，而是初始化对象。

特性：

1. 函数名与类名相同。

2. 无返回值。

3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

4. 构造函数可以重载。

系统会提供一个默认的构造函数（缺省），如果自己实现了构造函数，则系统不再提供默认的构造函数。

构造函数可以存在参数，它与其他的构造函数是以函数重载的方式共同存在的。

无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认成员函数。

再谈构造函数：初始化列表：引用成员变量、const成员变量

class Date
{public:Date(int year, int month, int day): _year(year) , _month(month), _day(day){} private: int _year;int _month; int _day;
};

类类型成员（无默认构造函数）

拷贝构造函数指的是参数为本类其他对象的引用的构造函数，它在给对象初始化成本类其他对象时调用。系统会自动提供一个拷贝构造函数。

十七、析构函数（释放/置0）

析构函数是当一个栈被销毁前调用的，在C++中，当一个函数被销毁前会调用栈中每一个对象的析构函数。类似于C语言中Destory函数

其特征如下：

1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。

2. 无参数无返回值。

3. 一个类有且只有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数（缺省）。

4. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。

十八、拷贝构造函数

只有单个形参，该形参是类类型对象的引用（常用const修饰），在用已存在的类类型对象
创建新对象时由编译器自动调用。

1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。

2. 拷贝构造函数的参数只有一个且必须使用引用传参，使用传值方式会引发无穷递归调用。

3.默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，叫做浅拷贝。

十九、运算符重载（增强代码可读性）

operator加上要重载的符号+、=等等。不改变运算符的优先级、操作数个数等等。

.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。

1.运算符重载：将运算符看成函数，把他的几目当成参数，通过参数的类型识别出对应的操作方法。也是多肽的一种体现。相当于函数重载。

运算符重载有指定的规则，规则根据运算符来制定。

2.赋值运算符重载

(1). 参数类型

(2). 返回值

(3). 检测是否自己给自己赋值

(4). 返回*this

(5). 一个类如果没有显式定义赋值运算符重载，编译器也会生成一个，完成对象按字节序的值拷贝。

二十、const成员函数

1.const加在成员函数的末尾，代表这个函数中的this是const修饰的

2.const对象或者（成员函数）可以调用其他const函数（const成员函数），

非const对象或者（成员函数）可以调用非const成员函数和const成员函数（const成员函数）。

3.将const修饰的类成员函数称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针，不能对类的任何成员进行修改。

二十一、静态成员：

静态成员跟类走不跟对象走，类在它在。而一般成员是对象在他才在。所以静态成员可以通过类名直接调用，而普通成员必须通过对象调用。

静态成员也有private,public,protected之分

1、静态成员变量

(1)所有对象共享，无论谁改了，所有的一起改。

(2)存储在全局区，不占用类的空间，所以取sizeof的时候不算在内。

赋初值只能在类外，赋值时不加static，用“类名：：变量名=n 直接赋值”

(3)不需要对象，可以直接用类名：：调用

2、静态成员函数(在类外进行初始化)

1只能直接访问静态成员变量，无法访问其他的普通成员，因为他没有this指针

二十二、友元函数

友元就是让一个外部函数或者外部类能访问我的私有成员 。

友元打破了原有的权限制度，所以十分危险，不建议使用。

需要在类的内部声明，声明时需要加friend关键字。

说明：

（1）友元函数可访问类的私有成员，但不是类的成员函数

（2）友元函数不能用const修饰

（3）友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制

（4）一个函数可以是多个类的友元函数

（5）友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同

二十三、内部类

在另一个类内声明的类，它不属于外部类，调用需要使用域操作运算（：：）符，同时它有权限的限制。（private的类声明不能直接在外面声明对象）内部类是外部类的友元，外部类不是内部类的友元。

特性：

1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。

2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员，不需要外部类的对象/类名。

3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系

二十四、static

静态的成员变量一定要在类外进行初始化

特性：

1. 静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例
2. 静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字
3. 类静态成员即可用类名::静态成员或者对象.静态成员来访问
4. 静态成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员
5. 静态成员和类的普通成员一样，也有public、protected、private3种访问级别，也可以具有返回值，const修饰符等参数

修饰普通变量，修改变量的存储区域和生命周期，使变量存储在静态区，在 main 函数运行前就分配了空间，如果有初始值就用初始值初始化它，如果没有初始值系统用默认值初始化它。
修饰普通函数，表明函数的作用范围，仅在定义该函数的文件内才能使用。在多人开发项目时，为了防止与他人命名空间里的函数重名，可以将函数定位为 static。
修饰成员变量，修饰成员变量使所有的对象只保存一个该变量，而且不需要生成对象就可以访问该成员。
修饰成员函数，修饰成员函数使得不需要生成对象就可以访问该函数，但是在 static 函数内不能访问非静态成员。