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主题

大纲

C++基础笔记 ​

前言 ​

面向过程和面向对象 ​

面向过程编程POP ​

  • 以过程为中心的编程范式
  • 按照计算机执行的步骤，从上到下顺序设计程序

面向对象编程OOP ​

  • 以对象为核心的编程范式
  • 对象是类的实例，类中包括了数据的定义和对数据的操作方法

编译型语言和解释型语言 ​

  • 编译：由编译器把整个源代码翻译成机器码，最终生成二进制文件，一次性提交给计算机执行，如C、C++。
  • 解释：由解释器将代码逐行解释成机器码，并交给计算机执行，即脚本语言，如Python、JavaScript。

进入C++ ​

C++预处理器和iostream文件 ​

cpp
#include <iostream>
using namespace std;
/*#include <iostream>该编译指令导致预处理器
将iostream文件加入程序*/

实际上，#include编译指令将导致iostream文件的内容随源代码文件一起交给编译器，并且 #include <iostream> 指令将被iostream文件的内容替代和源代码一起组成一个复合文件

头文件 ​

像iostream这样的文件叫做包含文件，由于它们被包含在其他文件中，也叫头文件——由于他们被包含在文件起始处。头文件使用扩展名h，C++新式风格没有h扩展名。

头文件书写有自己的规范，对于complex.h

cpp
#idndef _COMPLEX_
#define _COMPLEX_
//头文件内容
#endif

名称空间 ​

如果使用iostream而非iostream.h，则应该使用下面的名称空间编译指令 using namespace std; 。这是using编译指令。名称空间支持是C++一大特性，这里存在一个问题：对于两个已经封装好的C++文件，它们都包含同一函数名的函数，当使用此函数时，编译器其实不知道具体指的是哪个版本的函数。名称空间使得文件内容封装在一个名称空间的单元中，这样就可以用名称空间的名称来指出具体某个文件的具体函数。

示例：

cpp
Bob::sayHi();
John::sayHi();

按照此方式来讲，类、函数、变量就是C++编译器的标准组件，它们现在都存放在名称空间std中。这意味着iostream中定义的用于输出的cout变量实际是 std::cout，而endl实际是 std::endl。而当使用using编译指令后，就可以使用std名称空间中定义的名称而不用加 std::前缀。

四种访问名称空间std的方法：

  • 将 using namespace std;放在函数定义之前，让文件中所有函数能够使用名称空间std中所有的元素
  • 将 using namespace std;放在特定函数定义中，让该函数能够使用名称空间std中所有元素
  • 在特定的函数中使用类似 using std::cout;这种编译指令，而不是使用 using namespace std; ，让该函数能够使用特定的元素如 cout
  • 完全不使用编译指令 using，而在需要使用名称空间std中元素时使用前缀 std::。

变量名称规则 ​

C++提倡使用一定含义的变量名，以下是命名规则：

  • 名称中只能使用字母字符、数字和下划线；
  • 名称的第一个字符不能是数字；
  • 区分大小写；
  • 不能用关键字作为名称；
  • 以两个下划线开头（如：__xxxx或者 _大写字母xxx）或者以下划线和大写字母打头的名称将被保留（留与编译器或其使用资源使用），以一个下划线开头的名称将被保留（用作全局标识符）。

常量 ​

不可更改的变量数据即常量，在C++中有两种方式定义常量。

使用符号常量 ​

在文件头中使用#define定义常量，也称作“宏定义”。

C++
#define ZERO 0

类似于#include，#开头的语句都是预处理语句，在编译之前预处理器会查找程序中所有的ZERO，并将其替换成0。这种宏定义的方式是保留C语言特性，在C++中一般不推荐。

使用const限定符 ​

只需要变量的数据类型前加const关键字即可。

C++
const int Zero = 0;

const修饰的对象一旦创建就不能修改，所以必须要初始化。

与使用#define定义宏常量相比，const定义的常量有详细的数据类型，而且在编译阶段进行安全检查，在运行时才完成替换，更加安全和方便。

复合数据类型 ​

模板类Vector ​

vector是标准库的一部分，使用时必须要包含<vector>头文件，并使用std命名空间。

C++
#include <vector>
using namespace std;

在Vector头文件中，对vector这种类型做了定义。使用#include引入并指定命名空间std后，就可以使用vector。

基本用法 ​

vector是C++的一个类模板，使用时必须提供具体的类型信息。

c++
vector<int> v;

  1. 初始化

    • 列表（拷贝）初始化
    C++
    vector<char> v1 = {'a','b','c'};
vector<char> v2{'a','b','c'};
    • 直接初始化
    C++
    vector<short> v3(5);
vector<long> v4(5,100);

基于对象 ​

构造函数

内联函数 ​

内联函数是C++为了提高程序运行速度所做的一项改进，一般函数和内联函数之间主要区别不在于编写方式，而在于C++编译器如何将它们组合到程序中。通常，在执行一般函数的调用指令时，程序将在函数调用后立即存储该指令的内存地址，并将函数参数复制到堆栈，然后跳到标记函数起点的内存单元，执行函数后，再跳回地址被保存的指令处（即原位置），程序将会来回跳跃地址，这需要一定的时间开销。而C++内联函数的编译代码与其他代码内联起来，编译器将使用相应函数代码替换函数调用。对于内联代码，程序无需跳到另一个位置处执行代码再跳回，因此内联函数运行速度更快，但需要更多内存。

如果要使用内联函数，必须：

  • 在函数声明前加上inline
  • 或在函数定义前加上inline

注意：内联函数不能递归；函数过大或者函数调用了自己，则编译器不会将其作为内联函数

内联与宏 ​

inline是C++新特性，C使用预处理语句#define来提供宏——内联代码的原始实现

示例：

cpp
#define ADD(X) X+X

这并不是通过传参来实现，而是通过文本替换，X是参数的符号标记

cpp
sum_a=ADD(3);//等价于sum_a=3+3;
sum_b=ADD(3-2);//等价于sum_b=3-2+3-2;
sum_c=ADD(c--);//等价于sum_c=c--+c--;

上述代码当然可以通过添加适当的括号改进类似于 #define ADD(X) ((X)+(X)) ，但是因为宏并不能按值传递，则 ADD(c--)中的c变量依然会被调用两次递减两次，这和预期并不同，因此我们可以考虑将宏函数转换成内联函数使用。

构造函数 ​

面向对象 ​

贡献者 ​

凌晨三点的修狗