? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 創(chuàng)作不易，感謝三連 ！！

一、什么是C++

? ? ? ? ?C語言是結(jié)構(gòu)化和模塊化的語言，適合處理較小規(guī)模的程序。對于復(fù)雜的問題，規(guī)模較大的程序，需要高度的抽象和建模時，C語言則不合適。為了解決軟件危機(jī)， 20世紀(jì)80年代， 計算機(jī)界提出了OOP(object oriented programming：面向?qū)ο?思想，支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言應(yīng)運(yùn)而生。
? ? ? ? ?1982年，Bjarne Stroustrup博士在C語言的基礎(chǔ)上引入并擴(kuò)充了面向?qū)ο蟮母拍?#xff0c;發(fā)明了一種新的程序語言。為了表達(dá)該語言與C語言的淵源關(guān)系，命名為C++。因此：C++是基于C語言而產(chǎn)生的，它既可以進(jìn)行C語言的過程化程序設(shè)計，又可以進(jìn)行以抽象數(shù)據(jù)類型為特點(diǎn)的基于對象程序設(shè)計，還可以進(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計。
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二、C++的領(lǐng)域

1. 操作系統(tǒng)以及大型系統(tǒng)軟件開發(fā)
所有操作系統(tǒng)幾乎都是C/C++寫的，許多大型軟件背后幾乎都是C++寫的，比如：Photoshop、Office、JVM(Java虛擬機(jī))等，究其原因還是性能高，可以直接操控硬件。
2. 服務(wù)器端開發(fā)
后臺開發(fā)：主要側(cè)重于業(yè)務(wù)邏輯的處理，即對于前端請求后端給出對應(yīng)的響應(yīng)，現(xiàn)在主流采java，但內(nèi)卷化比較嚴(yán)重，大廠可能會有C++后臺開發(fā)，主要做一些基礎(chǔ)組件，中間件、緩存、分布式存儲等。服務(wù)器端開發(fā)比后臺開發(fā)跟廣泛，包含后臺開發(fā)，一般對實時性要求比較高的，比如游戲服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通訊等都采用C++開發(fā)的。
3. 游戲開發(fā)
PC平臺幾乎所有的游戲都是C++寫的，比如：魔獸世界、傳奇、CS、跑跑卡丁車等，市面上相當(dāng)多的游戲引擎都是基于C++開發(fā)的，比如：Cocos2d、虛幻4、DirectX等。三維游戲領(lǐng)域計算量非常龐大，底層的數(shù)學(xué)全都是矩陣變換，想要畫面精美、內(nèi)容豐富、游戲?qū)崟r性高，這些高難度需求無疑只能選C++語言。比較知名廠商：騰訊、網(wǎng)易、完美世界、巨人網(wǎng)絡(luò)等。
4. 嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域
嵌入式：就是把具有計算能力的主控板嵌入到機(jī)器裝置或者電子裝置的內(nèi)部，能夠控制這些裝置。比如：智能手環(huán)、攝像頭、掃地機(jī)器人、智能音響等。

談到嵌入式開發(fā)，大家最能想到的就是單片機(jī)開發(fā)(即在8位、16位或者32位單片機(jī)產(chǎn)品或者裸機(jī)上進(jìn)行的開發(fā))，嵌入式開發(fā)除了單片機(jī)開發(fā)以外，還包含在soc片上、系統(tǒng)層面、驅(qū)動層面以及應(yīng)用、中間件層面的開發(fā)。

常見的崗位有：嵌入式開發(fā)工程師、驅(qū)動開發(fā)工程師、系統(tǒng)開發(fā)工程師、Linux開發(fā)工程師、固件開發(fā)工程師等。

知名的一些廠商，比如：以華為、vivo、oppo、小米為代表的手機(jī)廠；以紫光展銳、樂鑫為代表的芯片廠；以大疆、?？低?、大華、CVTE等具有自己終端業(yè)務(wù)廠商；以及海爾、海信、格力等傳統(tǒng)家電行業(yè)。

隨著5G的普及，物聯(lián)網(wǎng)(即萬物互聯(lián)，)也成為了一種新興勢力，比如：阿里lot、騰訊lot、京東、百度、美團(tuán)等都有硬件相關(guān)的事業(yè)部。
5. 數(shù)字圖像處理
數(shù)字圖像處理中涉及到大量數(shù)學(xué)矩陣方面的運(yùn)算，對CPU算力要求比較高，主要的圖像處理算法庫和開源庫等都是C/C++寫的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop就是C++寫的。
6. 人工智能
一提到人工智能，大家首先想到的就是python，認(rèn)為學(xué)習(xí)人工智能就要學(xué)習(xí)python，這個是誤區(qū)，python中庫比較豐富，使用python可以快速搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、填入?yún)?shù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)就可以開始訓(xùn)練模型了。但人工智能背后深度學(xué)習(xí)算法等核心還是用C++寫的。
7. 分布式應(yīng)用
近年來移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，各應(yīng)用數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)量不斷攀升；后端架構(gòu)要不斷提高性能和并發(fā)能力才能應(yīng)對大信息時代的來臨。在分布式領(lǐng)域，好些分布式框架、文件系統(tǒng)、中間組件等都是C++開發(fā)的。對分布式計算影響極大的Hadoop生態(tài)的幾個重量級組件：HDFS、zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++實現(xiàn)的GFS、Chubby、BigTable。包括分布式計算框架MapReduce也是Google先用C++實現(xiàn)了一套，之后才有開源的java版本。除了上述領(lǐng)域外，在：科學(xué)計算、瀏覽器、流媒體開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)軟件等都是C++比較適合的場景，作為一名老牌語言的常青樹，C++一直霸占編程語言前5名，肯定有其存在的價值。
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三、C++學(xué)習(xí)層次

以下引用自2010年8月號《程序員》刊登的拙文《C++強(qiáng)大背后》最后一段：
? ? ? ?C++缺點(diǎn)之一，是相對許多語言復(fù)雜，而且難學(xué)難精。許多人說學(xué)習(xí)C語言只需一本K&R《C程序設(shè)計語言》即可，但C++書籍卻是多不勝數(shù)。我是從C進(jìn)入C++，皆是靠閱讀自學(xué)。在此分享一點(diǎn)學(xué)習(xí)心得。個人認(rèn)為，學(xué)習(xí)C++可分為4個層次：

第一個層次，C++基礎(chǔ) (平平常常)
挑選一本入門書籍，如《C++ Primer》、《C++大學(xué)教程》或Stroustrup撰寫的經(jīng)典《C++程序設(shè)計語言》或他一年半前的新作《C++程序設(shè)計原理與實踐》，而一般C++課程也止于此，另外《C++ 標(biāo)準(zhǔn)程序庫》及《The C++ Standard Library Extensions》可供參考;
第二個層次，正確高效的使用C++ (駕輕就熟)
此層次開始必須自修，閱讀過《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、《Effective STL》及《C++編程規(guī)范》等，才適宜踏入專業(yè)C++開發(fā)之路;
第三個層次，深入解讀C++ (出神入化)
關(guān)于全局問題可讀《深入探索C++對象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思錄》、《STL源碼剖析》，要挑戰(zhàn)智商，可看關(guān)于模版及模版元編程的書籍如《C++Templates》、《C++設(shè)計新思維》、《C++模版元編程》;
第四個層次，研究C++ (返璞歸真)
閱讀《C++語言的設(shè)計和演化》、《編程的本質(zhì)》(含STL設(shè)計背后的數(shù)學(xué)根基)、C++標(biāo)準(zhǔn)文件《ISO/IEC 14882:2003》、C++標(biāo)準(zhǔn)委員會的提案書和報告書、關(guān)于C++的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)。由于我主要是應(yīng)用C++，大約只停留于第二、三個層次。然而，C++只是軟件開發(fā)的一環(huán)而已，單憑語言并不能應(yīng)付業(yè)務(wù)和工程上的問題。建議讀者不要強(qiáng)求幾年內(nèi)“徹底學(xué)會C++的知識”，到達(dá)第二層左右便從工作實戰(zhàn)中汲取經(jīng)驗，有興趣才慢慢繼續(xù)學(xué)習(xí)更高層次的知識。雖然學(xué)習(xí)C++有難度，但也是相當(dāng)有趣且有滿足感的。

四、C++關(guān)鍵字

C++總計63個關(guān)鍵字，C語言32個關(guān)鍵字

后面慢慢學(xué)吧，感覺一下子也學(xué)不會……?

五、命名空間

? ? ? ?在C/C++中，變量、函數(shù)和后面要學(xué)到的類都是大量存在的，這些變量、函數(shù)和類的名稱將都存在于全局作用域中，可能會導(dǎo)致很多沖突。使用命名空間的目的是對標(biāo)識符的名稱進(jìn)行本地化，以避免命名沖突或名字污染，namespace關(guān)鍵字的出現(xiàn)就是針對這種問題的
?

?5.1 命名空間的定義

? ? ? ?我們來觀察這個代碼，為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？因為stdlib.h的頭文件里包含了一個rand函數(shù)，這時候我們創(chuàng)建一個rand的變量就會出現(xiàn)重定義。你可能會覺得，我定義的變量跟庫沖突了，那我妥協(xié)一下?lián)Q個名字不就行了？？？但是有些時候你不一定是和庫沖突，而是和其他人沖突

? ? ? ?首先設(shè)想一個場景，這是一個非常大的工程，被團(tuán)隊分割成了每個人各自去完成一個小任務(wù)，假設(shè)你的一個變量設(shè)置成了max，而你的另一個同時也把一個變量設(shè)成了max，然后你們都用這個變量寫了幾萬行代碼了，項目合并在一起才發(fā)現(xiàn)你們的變量重定義了，這個時候誰都不愿意改，因為改的那個人得改上萬行代碼！！那怎么辦呢？總得有人要妥協(xié)，說不定得干一架！！

? ? ? 我們的c++祖師爺本賈尼博士正是發(fā)現(xiàn)了c語言的這個缺陷，引入了命名空間這個概念，將命名空間包括的區(qū)域變成了一塊新的域，避免了不同程序員的變量或者是函數(shù)名沖突的問題！！

? ? ?定義命名空間，需要使用到namespace關(guān)鍵字，后面跟命名空間的名字，然后接一對{}即可，{}中即為命名空間的成員。

? ? ? ?回到剛剛那個場景，為了不出現(xiàn)這種問題，我們將自己所寫的代碼都放在了自己的命名空間里

1、命名空間中可以定義函數(shù)、變量、類型

?還有一種情況，如果我們兩個的命名空間名字是一樣的！！又無法區(qū)分開了，還有一種方法

2、命名空間其實還可以嵌套使用

5.2 命名空間的使用?

回到剛剛的場景，我們將我們兩個的max都放在了自己的命名空間，避免的沖突，那該如何去使用呢？？

命名空間的使用有三種方式：

1、指定命名空間訪問

?作用域限制符的作用其實就是限定這個變量的查找范圍，比如：

上圖中，局部有個max，全局有個max，cyx和ss的命名空間也分別有個max。

（1）根據(jù)局部優(yōu)先的原則，會先在局部找，所以打印10，

（2）如果我想打印全局變量的max，就給他加上：：作用域限定符，當(dāng)：：前面是空的時候，默認(rèn)是優(yōu)先在全局找max

（3）如果我們想在命名空間里面找max，就在：：前面加上相應(yīng)的命名空間，就可以了

2、使用using將命名空間中某個成員引入（部分展開）

? ? ?有些時候，我們?nèi)绻麑σ粋€命名空間里的變量使用頻繁，每次都要寫一個名字和一個作用域限定符，太麻煩了，所以我們可以將命名空間經(jīng)常用的一個變量把它的搞到全局來，這樣就方便很多了，使用方法如下：

3、使用using namespace 命名空間名稱引入（全局展開）——不推薦
? ? ? 還有一種情況就是，我們可以直接將命名空間在全局展開，這樣就不用每次都加個作用域限定符去訪問了！！使用方法如下

六、C++輸入&輸出

在c語言中，我們輸入輸出會用到scanf和printf，而且還得用到占位符，比較麻煩，我們的祖師爺為了方便我們使用，設(shè)置了cout和cin來進(jìn)行輸入輸出

其實std是C++標(biāo)準(zhǔn)庫的命名空間名，C++將標(biāo)準(zhǔn)庫的定義實現(xiàn)都放到這個命名空間中

6.1 使用說明

1. 使用cout標(biāo)準(zhǔn)輸出對象(控制臺)和cin標(biāo)準(zhǔn)輸入對象(鍵盤)時，必須包含< iostream >頭文件以及按命名空間使用方法使用std。?

2. cout和cin是全局的流對象，endl是特殊的C++符號，表示換行輸出，他們都包含在<iostream>頭文件中。
3. <<是流插入運(yùn)算符，>>是流提取運(yùn)算符。
4. 使用C++輸入輸出更方便，不需要像printf/scanf輸入輸出時那樣，需要手動控制格式。C++的輸入輸出可以自動識別變量類型。
5. 實際上cout和cin分別是ostream和istream類型的對象，>>和<<也涉及運(yùn)算符重載等知識
?

6.2 注意事項

1、早期標(biāo)準(zhǔn)庫將所有功能在全局域中實現(xiàn)，聲明在.h后綴的頭文件中，使用時只需包含對應(yīng)頭文件即可，后來將其實現(xiàn)在std命名空間下，為了和C頭文件區(qū)分，也為了正確使用命名空間，規(guī)定C++頭文件不帶.h；舊編譯器(vc 6.0)中還支持<iostream.h>格式，后續(xù)編譯器已不支持，因此推薦使用<iostream>+std的方式。

2、關(guān)于cout和cin還有很多更復(fù)雜的用法，比如控制浮點(diǎn)數(shù)輸出精度，控制整形輸出進(jìn)制格式等等。這些又用得不是很多，而且c++兼容c的語法，所以我們?nèi)绻枰刂聘袷?#xff0c;可以用printf和scanf就行！！

C語言：基礎(chǔ)知識-CSDN博客博主這篇文章里有printf和scanf的詳細(xì)應(yīng)用

6.3 std命名空間的使用慣例

1. 在日常練習(xí)中，建議直接using namespace std即可，這樣就很方便。
2. using namespace std展開，標(biāo)準(zhǔn)庫就全部暴露出來了，如果我們定義跟庫重名的類型/對象函數(shù)，就存在沖突問題。該問題在日常練習(xí)中很少出現(xiàn)（因為代碼不多，如果我們和庫沖突了可以妥協(xié)一下），但是項目開發(fā)中代碼較多、規(guī)模大，就很容易出現(xiàn)。所以建議在項目開發(fā)中使用，像std::cout這樣使用時指定命名空間 +using std::cout展開常用的庫對象/類型等方式。

七、缺省參數(shù)

7.1 缺省參數(shù)的概念

? ? ? ?缺省參數(shù)是聲明或定義函數(shù)時為函數(shù)的參數(shù)指定一個缺省值。在調(diào)用該函數(shù)時，如果沒有指定實參則采用該形參的缺省值，否則使用指定的實參

怎么理解呢，就感覺這個缺省值0就想是a的舔狗（備胎）?一樣，如果有人來找a，他會毫不猶豫地把0給甩掉，如果沒人來找a，就會湊合和0在一起。

接下來舉一個應(yīng)用場景：

如上，func函數(shù)是專門用來開辟空間的函數(shù)，如果我們已經(jīng)知道我們要開多大的空間，可以直接傳n進(jìn)去，如果我們不知道我們用多大的空間，就啥也不傳，用默認(rèn)值0，等到時候再根據(jù)需求擴(kuò)容?

7.2 缺省參數(shù)的分類

7.2.1 全缺省參數(shù)

?要注意的是：使用缺省值，必須從右往左使用！！不能跳著使用！！

7.2.2?半缺省參數(shù)

??要注意的是：因為使用的時候是從右往左使用的，所以半缺省參數(shù)也必須從右往左給！！！

7.3 注意事項

1. 半缺省參數(shù)必須從右往左依次來給出，不能間隔著給，使用也是從右往左連續(xù)使用
2. 缺省參數(shù)不能在函數(shù)聲明和定義中同時出現(xiàn)

//a.h
void Func(int a = 10);
// a.cpp
void Func(int a = 20)
{}
// 注意：如果生命與定義位置同時出現(xiàn)，恰巧兩個位置提供的值不同，那編譯器就無法確定到底該
//用那個缺省值。

? ? ?主要是擔(dān)心兩邊給的缺省值不一樣（編譯器會不知道用哪個），所以一般我們在頭文件里用缺省值，而定義里面不用，在頭文件定義利用用，因為頭文件一般比較小，方便修改

//a.h
void Func(int a = 10);
// a.cpp
void Func(int a)
{}

3. 缺省值必須是常量或者全局變量
4. C語言不支持（編譯器不支持）

八、函數(shù)重載

? ? 自然語言中，一個詞可以有多重含義，人們可以通過上下文來判斷該詞真實的含義，即該詞被重
載了。比如方便這個詞，有些時候表示的是上洗手間的意思，有時候表示的是有時間的意思。

8.1 函數(shù)重載的概念

? ? ? ?在c語言中，不支持函數(shù)同名，即每個函數(shù)名都只能被定義一次，這就在某些情況會造成困擾，比如Add函數(shù)，我們設(shè)置的時候想讓他計算int類型，但是如果我們想再設(shè)置一個這樣的函數(shù)計算double類型，就不能直接用Add這個名字，而是還得寫成Addd，如果想計算float，得寫成Addf，這其實是不利于理解的，我們的祖師爺本賈尼博士為了解決這種情況，讓c++支持函數(shù)重載的功能。

? ? ? 函數(shù)重載：是函數(shù)的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個功能類似的同名函數(shù)，這些同名函數(shù)的形參列表(參數(shù)個數(shù) 或 類型 或 類型順序)不同，常用來處理實現(xiàn)功能類似數(shù)據(jù)類型
不同的問題。

// 1、參數(shù)類型不同
int Add(int left, int right)
{cout << "int Add(int left, int right)" << endl;return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{cout << "double Add(double left, double right)" << endl;return left + right;
}
// 2、參數(shù)個數(shù)不同
void f()
{cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、參數(shù)類型順序不同
void f(int a, char b)
{cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{Add(10, 20);Add(10.1, 20.2);f();f(10);f(10, 'a');f('a', 10);return 0;
}

8.2 C++支持函數(shù)重載的原理--名字修飾(name Mangling)

?為什么c++支持函數(shù)重載，而c不支持呢？c++在尋找同名函數(shù)的時候又是如何區(qū)分的呢？？

? ? ?觀察上圖，在C語言中，我們尋找Add函數(shù)是直接通過函數(shù)名查找的，而C++中找這個函數(shù)名的時候還增加了很多符號對名字進(jìn)行修飾，根據(jù)這些修飾可以有效地區(qū)分同名函數(shù)，這個就是C++中的名字修飾規(guī)則！

? ? 但是c++只是規(guī)定了命名規(guī)則，但是具體還是要通過編譯廠商去實現(xiàn)的，所以每個編譯器都有自己的函數(shù)名修飾規(guī)則。

? ? ?由于Windows下vs的修飾規(guī)則過于復(fù)雜，而Linux下g++的修飾規(guī)則簡單易懂，下面我們使
用了g++演示了這個修飾后的名字。

g++的函數(shù)修飾后變成【_Z+函數(shù)長度+函數(shù)名+類型首字母】

也就是說在c++中，我們將參數(shù)的信息添加到函數(shù)名中，參數(shù)不同，修飾出來的名字就不同，所以參數(shù)個數(shù) 或 類型 或 類型順序?不同的情況下編譯器是可以區(qū)分的！！

通過這里就理解了C語言沒辦法支持重載，因為同名函數(shù)沒辦法區(qū)分。而C++是通過函數(shù)修
飾規(guī)則來區(qū)分，只要參數(shù)不同，修飾出來的名字就不一樣，就支持了重載。

windows下vs編譯器對函數(shù)名字修飾規(guī)則相對復(fù)雜難懂
C/C++ 函數(shù)調(diào)用約定___declspec(dllexport) void test2();-CSDN博客

?思考：如果兩個函數(shù)函數(shù)名和參數(shù)是一樣的，返回值不同是可以構(gòu)成重載嗎？

? ? ?肯定是不行的啊！！因為函數(shù)調(diào)用的時候是不會寫返回類型的！！所以編譯器無法區(qū)分！！函數(shù)名修飾規(guī)則是在函數(shù)調(diào)用的時候體現(xiàn)的！！

九、引用

在有些場景下，指針傳遞會非常不方便，所以祖師爺本賈尼博士增加了引用這個概念

9.1 引用概念

引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內(nèi)存空
間，它和它引用的變量共用同一塊內(nèi)存空間。
比如：李逵，在家稱為"鐵牛"，江湖上人稱"黑旋風(fēng)"。

類型& 引用變量名(對象名) = 引用實體；

我們會發(fā)現(xiàn)，這里相當(dāng)于給a取了一個別名r，他們指向的都是同一塊空間，所以改變a也是改變r?

注意：引用類型必須和引用實體是同種類型的

9.2 引用特性

1. 引用在定義時必須初始化

因為引用是給一個變量起別名，如果沒有起別名的標(biāo)準(zhǔn)（初始化），就會出問題

int a = 10;
// int& ra; // 該條語句編譯時會出錯
int& ra = a;//這樣才是對的

2. 一個變量可以有多個引用

也就是一個變量我們可以給他起多個別名

3. 引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體

就是只能給一個變量當(dāng)別名，不能給多個變量當(dāng)別名

9.3 常引用

指針和引用，賦值/初始化權(quán)限可以縮小或者平移，但是不能放大

9.4 使用場景

1. 做參數(shù)

2.做返回值?

引用返回有兩個優(yōu)點(diǎn)：

1、可以減少拷貝

這個我們可以通過上圖去理解?

2、調(diào)用者可以返回修改對象?

#define N 10
typedef struct Array
{int a[N];int size;
}AY;int& PosAt(AY& ay, int i)
{return ay.a[i];
}int main()
{AY ay;for (int i = 0; i < N; ++i){PosAt(ay, i) = i * 10;}for (int i = 0; i < N; ++i){cout << PosAt(ay, i) << " ";}cout << endl;
}

?我們直接在調(diào)用函數(shù)的同時把返回值給修改了！！?

? ? ? 注意事項：我們觀察上面兩個例子，會發(fā)現(xiàn)一個特點(diǎn)，就是他們的傳引用返回的變量的生命周期都是整個程序，所以在出函數(shù)棧幀后這些變量都沒有被銷毀，那如果傳引用返回的是局部變量呢？？但是局部變量是一出棧幀就會被銷毀的，這樣會發(fā)生什么事情呢？？我們來看看代碼——

我們再看看這個代碼

? ? 你可能會很奇怪：為什么第一個局部變量被銷毀返回的是隨機(jī)值，第二個局部變量被銷毀卻成功返回0？

? ?這說明了一個問題如果函數(shù)返回時，出了函數(shù)作用域，如果返回對象還在(還沒還給系統(tǒng))，則可以使用引用返回，如果已經(jīng)還給系統(tǒng)了，則必須使用傳值返回。如果強(qiáng)行用傳引用返回，那么結(jié)果是未定義的！！

9.5 傳值和傳引用的效率

#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{A a;// 以值作為函數(shù)參數(shù)size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc1(a);size_t end1 = clock();// 以引用作為函數(shù)參數(shù)size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc2(a);size_t end2 = clock();// 分別計算兩個函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后的時間cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{TestRefAndValue();
}

?傳引用用了不到1毫秒，而傳值用了7毫秒

通過上述代碼的比較，發(fā)現(xiàn)傳值和指針在作為傳參以及返回值類型上效率相差很大。

9.6 引用和指針的區(qū)別

在語法概念上引用就是一個別名，沒有獨(dú)立空間，和其引用實體共用同一塊空間。
而指針是有自己的獨(dú)立空間的，只不過他存放的是實體對應(yīng)的地址

但引用的底層實際上也是用指針去實現(xiàn)的

注意：?引用只能完成指針較為簡單的部分，但是不能替代指針！！?
1. 引用概念上定義一個變量的別名，指針存儲一個變量地址。
2. 引用在定義時必須初始化，指針沒有要求
3. 引用在初始化時引用一個實體后，就不能再引用其他實體，而指針可以在任何時候指向任何一個同類型實體
4. 沒有NULL引用，但有NULL指針
5. 在sizeof中含義不同：引用結(jié)果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節(jié)個數(shù)(32位平臺下占4個字節(jié))
6. 引用自加即引用的實體增加1，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小

7. 有多級指針，但是沒有多級引用
8. 訪問實體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理（編譯器在底層幫我們創(chuàng)建指針）
9. 引用比指針使用起來相對更安全（因為引用必須初始化，而指針不用，沒有空引用，但是有空指針）
10.在有些需要用二級指針的場景，較難理解，用引用就可以簡化一點(diǎn)

十、內(nèi)聯(lián)函數(shù)

為什么要有內(nèi)聯(lián)函數(shù)呢？？原因是c++認(rèn)為宏難以把握！

宏缺點(diǎn)：

1、不能調(diào)試（預(yù)處理階段宏就被處理了）

2、沒有類型安全的檢查

3、有些場景下非常復(fù)雜,容易出錯，不容易掌握

不同的寫法都可能會造成運(yùn)算的順序不符合我們的預(yù)期

所以c++推薦：

const和enum替代宏常量

inline去替代宏函數(shù)

10.1 概念

? ? ?以inline修飾的函數(shù)叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯時C++編譯器會在調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方展開，沒有函數(shù)調(diào)用建立棧幀的開銷，內(nèi)聯(lián)函數(shù)提升程序運(yùn)行的效率。

?注意：在release模式下才能觀察到，因為在debug條件下編譯器默認(rèn)不會對代碼進(jìn)行優(yōu)化，所以不會展開

10.2 特性

1. inline是一種以空間換時間的做法，如果編譯器將函數(shù)當(dāng)成內(nèi)聯(lián)函數(shù)處理，在編譯階段，會用函數(shù)體替換函數(shù)調(diào)用，?

缺陷：可能會使目標(biāo)文件變大，優(yōu)勢：少了調(diào)用開銷，提高程序運(yùn)行效率
這里的空間值的是編譯出來的可執(zhí)行程序——

2. inline對于編譯器而言只是一個建議，不同編譯器關(guān)于inline實現(xiàn)機(jī)制可能不同，一般建議：將函數(shù)規(guī)模較小(即函數(shù)不是很長，具體沒有準(zhǔn)確的說法，取決于編譯器內(nèi)部實現(xiàn))、不是遞歸、且頻繁調(diào)用的函數(shù)采用inline修飾，否則編譯器會忽略inline特性。

下圖為《C++prime》第五版關(guān)于inline的建議：
?

也就是說，不同編譯器對內(nèi)聯(lián)函數(shù)做出了限制，如果太長，他就不會展開，而是改成調(diào)用這個函數(shù)

?3、inline不建議聲明和定義分離，分離會導(dǎo)致鏈接錯誤。因為inline被展開，就沒有函數(shù)地址了，鏈接就會找不到。
也就是說，加了inline的函數(shù)會讓編譯器認(rèn)為這并不是一個函數(shù)，所以不會被存到函數(shù)調(diào)用符號表里，因此不能將聲明和定義分離！！正確的方法是將inline的聲明和定義都放在頭文件里！這樣子在預(yù)處理的時候該定義就會被放到執(zhí)行文件里

10.3 面試題?

【面試題】
宏的優(yōu)缺點(diǎn)？
優(yōu)點(diǎn)：
1.增強(qiáng)代碼的復(fù)用性。
2.提高性能。
缺點(diǎn)：
1.不方便調(diào)試宏。（因為預(yù)編譯階段進(jìn)行了替換）
2.導(dǎo)致代碼可讀性差，可維護(hù)性差，容易誤用。
3.沒有類型安全的檢查 。
C++有哪些技術(shù)替代宏？
1. 常量定義 換用const enum
2. 短小函數(shù)定義 換用內(nèi)聯(lián)函數(shù)

十一、auto關(guān)鍵字

為什么會有auto函數(shù)呢？原因是隨著程序越來越復(fù)雜，程序中用到的類型也越來越復(fù)雜

11.1 類型別名的思考

隨著程序越來越復(fù)雜，程序中用到的類型也越來越復(fù)雜，經(jīng)常體現(xiàn)在：
1. 類型難于拼寫
2. 含義不明確導(dǎo)致容易出錯

#include <string>
#include <map>
int main()
{
std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "蘋果" }, { "orange",
"橙子" },
{"pear","梨"} };
std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//....
}
return 0;
}

如上，std::map<std::string, std::string>::iterator 是一個類型，但是該類型太長了，特別容易寫錯。可能有的人會想到typedef，其實也可以，但是typedef會有自己的問題：
?觀察下面代碼：

typedef char* pstring;
int main()
{
const pstring p1; // 編譯成功還是失敗？
const pstring* p2; // 編譯成功還是失敗？
return 0;
}

?編譯成功的是第二段代碼！！因為typedef并不是簡單的字符串替換，const pstring p1其實轉(zhuǎn)化之后是char* const p1，因為const會給予整個指針以常量性，所以是常量指針，常量指針只有一次初始化的機(jī)會，所以第一段代碼編譯不成功，而第二段代碼const pstring* p2轉(zhuǎn)化后是char* const *p2?，p2相等于是一個二級指針，但是const并沒有直接限制p2，而是限制了他的指向，所以不初始化是可以的！！

關(guān)于typedef的總結(jié)，在博主的預(yù)處理文章里有和define的詳細(xì)對比：

C語言：預(yù)處理詳解-CSDN博客

這邊再總結(jié)一下typedef的缺點(diǎn)：

1、typedef遇到const的時候，就不是簡單的字符串替換，使用上容易出問題

2、typedef在語法上是一個存儲類的關(guān)鍵字，和auto、static、extern一樣，如果有一個以上的存儲關(guān)鍵字，那么typedef就不會起作用，比如typedef static int a就不行！

11.2 auto簡介

在早期C/C++中auto的含義是：使用auto修飾的變量，是具有自動存儲器的局部變量，但遺憾的是一直沒有人去使用它，因為所謂自動存儲就是函數(shù)結(jié)束（出了作用域），這個變量自動銷毀。這樣的作用沒有意義，因為現(xiàn)在的變量也是出了作用域就自動銷毀。
C++11中，標(biāo)準(zhǔn)委員會賦予了auto全新的含義即：auto不再是一個存儲類型指示符，而是作為一個新的類型指示符來指示編譯器，auto聲明的變量必須由編譯器在編譯時期推導(dǎo)而得。
?

typedef（ ）.name( ) 可以打印出變量的類型

要注意的是：

? ? ? ?使用auto定義變量時必須對其進(jìn)行初始化，在編譯階段編譯器需要根據(jù)初始化表達(dá)式來推導(dǎo)auto的實際類型。因此auto并非是一種“類型”的聲明，而是一個類型聲明時的“占位符”，編譯器在編譯期會將auto替換為變量實際的類型。
auto的自動類型推斷發(fā)生在編譯期，所以使用auto并不會造成程序運(yùn)行時效率的降低。

11.3 auto使用細(xì)則

1. auto與指針和引用結(jié)合起來使用
? ? ? 用auto聲明指針類型時，用auto和auto*沒太大的區(qū)別，主要就是用auto*的話，那么他對應(yīng)的類型就必須是指針，否則會報錯！！！auto聲明引用類型時則必須加&

2. 在同一行定義多個變量
? ? ? ? ?當(dāng)在同一行聲明多個變量時，這些變量必須是相同的類型，否則編譯器將會報錯，因為編譯器實際只對第一個類型進(jìn)行推導(dǎo)，然后用推導(dǎo)出來的類型定義其他變量。

11.4 auto的使用場景

1、簡化代碼，類型很長時，可以考慮自動推導(dǎo)

2、auto在實際中最常見的優(yōu)勢用法就是C++11提供的新式for循環(huán)，還有l(wèi)ambda表達(dá)式等進(jìn)行配合使用。

3、為了避免與C++98中的auto發(fā)生混淆，C++11只保留了auto作為類型指示符的用法

11.5?auto不能推導(dǎo)的場景

1. auto不能作為函數(shù)的參數(shù)

// 此處代碼編譯失敗，auto不能作為形參類型，因為編譯器無法對a的實際類型進(jìn)行推導(dǎo)
void TestAuto(auto a)
{}

?2、auto不能直接用來聲明數(shù)組

void TestAuto()
{
int a[] = {1,2,3};
auto b[] = {4，5，6};
}

十二、基于循環(huán)的范圍for

12.1 范圍for的語法

在C++98中如果要遍歷一個數(shù)組，可以按照以下方式進(jìn)行：

void TestFor()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)
array[i] *= 2;
for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)
cout << *p << endl;
}

?對于一個有范圍的集合而言，由程序員來說明循環(huán)的范圍是多余的，有時候還會容易犯錯誤。因此C++11中引入了基于范圍的for循環(huán)。for循環(huán)后的括號由冒號“ ：”分為兩部分：第一部分是范圍內(nèi)用于迭代的變量，第二部分則表示被迭代的范圍。

int main()
{int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (auto& e : array)e *= 2;for (auto e : array)cout << e << " ";return 0;
}

?

注意事項：

1、如果要修改數(shù)組的內(nèi)容，就得用引用

2、與普通循環(huán)類似，可以用continue來結(jié)束本次循環(huán)，也可以用break來跳出整個循環(huán)。

12.2 范圍for的使用條件

for循環(huán)迭代的范圍必須是確定的
對于數(shù)組而言，就是數(shù)組中第一個元素和最后一個元素的范圍；對于類而言，應(yīng)該提供begin和end的方法，begin和end就是for循環(huán)迭代的范圍。

注意：以下代碼就有問題，因為for的范圍不確定（傳參傳數(shù)組是不會傳整個數(shù)組過去的）

void TestFor(int array[])
{
for(auto& e : array)
cout<< e <<endl;
}

十三、指針空值nullptr

? ? ? ?在良好的C/C++編程習(xí)慣中，聲明一個變量時最好給該變量一個合適的初始值，否則可能會出現(xiàn)不可預(yù)料的錯誤，比如未初始化的指針。如果一個指針沒有合法的指向，我們基本都是按照如下
方式對其進(jìn)行初始化：

void TestPtr()
{
int* p1 = NULL;
int* p2 = 0;

?NULL實際是一個宏，在傳統(tǒng)的C頭文件(stddef.h)中，可以看到如下代碼：

#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

? ? ?可以看到，NULL可能被定義為字面常量0，或者被定義為無類型指針(void*)的常量。不論采取何種定義，在使用空值的指針時，都不可避免的會遇到一些麻煩，比如：

void f(int)
{
cout<<"f(int)"<<endl;
}
void f(int*)
{
cout<<"f(int*)"<<endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
f((int*)NULL);
return 0;
}

? ? ?程序本意是想通過f(NULL)調(diào)用指針版本的f(int*)函數(shù)，但是由于NULL被定義成0，因此與程序的初衷相悖。
? ? ? 在C++98中，字面常量0既可以是一個整形數(shù)字，也可以是無類型的指針(void*)常量，但是編譯器默認(rèn)情況下將其看成是一個整形常量，如果要將其按照指針方式來使用，必須對其進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)(void*)0。

? ? ?為了解決這個問題，c11引入了nullptr

注意事項：

1. 在使用nullptr表示指針空值時，不需要包含頭文件，因為nullptr是C++11作為新關(guān)鍵字引入的

2. 在C++11中，sizeof(nullptr) 與 sizeof((void*)0)所占的字節(jié)數(shù)相同。

3. 為了提高代碼的健壯性，在后續(xù)表示指針空值時建議最好使用nullptr。