一、名字空間

什么是名字空間

在C語言中定義的全局變量、函數(shù)、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉、枚舉值、宏都在全局作用域下，所以當(dāng)項(xiàng)目比較龐大時(shí)，非常容易造成命名沖突（以模塊名作前綴、后綴），所以C++中選擇把全局作用域進(jìn)行拆分成 子作用域進(jìn)行管理，這些子作用域就是作名字空間。

如何設(shè)計(jì)名字空間

namespace 空間名 {// 子作用域在該作用域中定義全局變量、函數(shù)、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉、枚舉值...，不會(huì)與全局變量中的命名沖突
} // 此處沒有分號(hào)

如何使用名字空間中的內(nèi)容

方法1：

直接使用空間中的內(nèi)容

空間名::標(biāo)識(shí)符;

#include <iostream>
?
int main(int argc,const char* argv[])
{std::cout << "我要使用std中的內(nèi)容" << std::endl; ? ? ? ?return 0;
}

方法2：

把空間中的部分內(nèi)容導(dǎo)入到當(dāng)作用域下，一旦導(dǎo)入之后就可以方便的直接使用

using 空間名::標(biāo)識(shí)符;

#include <iostream>
?
using std::cout;
using std::endl;
?
int main(int argc,const char* argv[])
{cout << "我要使用std中的內(nèi)容" << endl; ? ? ? ? ? ? ?return 0;
}

方法3：

把空間中的所有內(nèi)容導(dǎo)入到當(dāng)前作用域下

using namespace 空間名;

#include <iostream>
?
using namespace std;
?
int main(int argc,const char* argv[])
{string str = "string類也定義在std名字空間中";cout << str << endl;return 0;
}

注意：C++標(biāo)準(zhǔn)庫中提供的基礎(chǔ)功能的類、對(duì)象都定義在std名字空間中，如：cout、cin、string。

空間合并與空間嵌套

1、編譯器會(huì)把同名的名字空間的內(nèi)容自動(dòng)合并，同名的名字空間就是同一個(gè)作用域，如果同一個(gè)作用域 下有命名沖突編譯就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

#include <iostream>
using namespace std;
?
namespace ns {int num1 = 1234;
}
?
namespace ns {int num2 = 5678;int num1 = 6666;
}
?
int main(int argc,const char* argv[])
{using namespace ns;cout << num1 << " " << num2 << endl;return 0;
}

2、名字空間中可以再定義名字空間

#include <iostream>
using namespace std;
?
namespace ns1 
{namespace ns2 { ? namespace ns3 {int num = 123456789;}} ? 
}
?
// 嵌套后的名字空間使用起來比較長，可以給內(nèi)部名字空間取別名
namespace ns123=ns1::ns2::ns3;
?
int main(int argc,const char* argv[])
{cout << ns1::ns2::ns3::num << endl;cout << ns123::num << endl;return 0;
}

匿名名字空間

C++把默認(rèn)的全局作用域當(dāng)作一個(gè)沒有名字的名字空間，也叫匿名名字空間，當(dāng)全局的標(biāo)識(shí)符被屏蔽，可以使用匿名空間的域限定符來指定全局作用域的標(biāo)識(shí)符。

#include <iostream>
using namespace std;
?
int num = 1234;
int main(int argc,const char* argv[])
{int num = 5678;cout << num << endl;cout << ::num << endl;return 0;
}

注意：

工作時(shí)盡量不要使用 using namespace 空間名; 這種用法，這就像是把垃圾分類之后，又合并了，如果使用到標(biāo)識(shí)符，一定要 空間名::標(biāo)識(shí)符。

二、面向過程與面向?qū)ο?/h4>

面向過程：

在編程時(shí)重點(diǎn)考慮如何解決問題，以及解決問題的具體步驟。

面向?qū)ο?#xff1a;

在編程時(shí)重點(diǎn)考慮的是"誰"能解決問題（類、結(jié)構(gòu)），以及"它"解決問題時(shí)所需要屬性（成員變量）和功能（成員函數(shù)）。

抽象：

把“解決問題者”當(dāng)作思考或觀察對(duì)象，把解決問題所需的具備的屬性和功能羅列出來，這個(gè)步驟叫作抽象。

封裝：

把抽象的結(jié)果（問題所需的具體的屬性和功能），設(shè)置相應(yīng)訪問權(quán)限（public/private/protected），按照C++的語法設(shè)計(jì)成類、結(jié)構(gòu)，該過程叫作封裝類，簡稱封裝。

使用封裝好的類、結(jié)構(gòu)，實(shí)例化出對(duì)象（定義結(jié)構(gòu)變量、類變量），通過對(duì)象調(diào)用相關(guān)功能（成員函數(shù)）配合相關(guān)屬性（成員變量）達(dá)到解決問題的目的。

繼承：

1、在解決一個(gè)問題之前，先考慮現(xiàn)有的類是否能解決部分問題，如果有則繼承該類，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，以縮短解決問題的時(shí)間（代碼復(fù)用）。

2、在解決一個(gè)復(fù)雜龐大的問題時(shí)，把問題拆分成若干個(gè)小問題，每個(gè)小問題實(shí)現(xiàn)一個(gè)類去解決，最后把這若干個(gè)類通過繼承進(jìn)行匯總，達(dá)到解決問題的目的，這個(gè)方式可以降低問題的規(guī)模在難度，也方便團(tuán)隊(duì)分工、協(xié)作。

多態(tài)：

語句的多種形態(tài)，同樣的語句根據(jù)環(huán)境或參數(shù)的不同，有不同的功能，這就叫多態(tài)。

多態(tài)可以分為：

編譯時(shí)多態(tài)，編譯器在編譯代碼時(shí)根據(jù)語句的參數(shù)、環(huán)境不同，能翻譯出具有不同功能的二進(jìn)制指令，例如：調(diào)用重載的函數(shù)，cin、cout的自動(dòng)類型識(shí)別，模板技術(shù)（后續(xù)講解）。

運(yùn)行時(shí)多態(tài)，語句只在程序運(yùn)行時(shí)，才能確定執(zhí)行那種功能，一般指的是類多態(tài)，后續(xù)再詳細(xì)講解。

#include <iostream>
using namespace std;
?
void func1(void)
{cout << "我是func1函數(shù)" << endl;
}
?
void func2(void)
{cout << "我是func2函數(shù)" << endl;
}
?
int main()
{void (*fp)(void);int cmd;cin >> cmd;if(cmd % 2)fp = func1;elsefp = func2;fp();
}

三、類和對(duì)象

什么是類

把抽象結(jié)果（利用面向?qū)ο蟮乃季S模式，思考、觀察出的結(jié)果），使用用C++的語法封裝出一種類似結(jié)構(gòu)的自定義數(shù)據(jù)類型（復(fù)合數(shù)據(jù)類型）。

如何設(shè)計(jì)類

struct 結(jié)構(gòu)名
{成員函數(shù);	// 結(jié)構(gòu)的成員默認(rèn)訪問權(quán)限是public成員變量;
};class 類名
{成員變量;	// 結(jié)構(gòu)的成員默認(rèn)訪問權(quán)限是private成員函數(shù);
};注意：在C++中類的結(jié)構(gòu)除了成員的默認(rèn)訪問權(quán)限不同，沒有任何區(qū)別(大師兄說的)。

訪問限制符

使用以下關(guān)鍵字修改結(jié)構(gòu)、類的成員，管理它們的訪問權(quán)限：

private: 私有的，被它修飾的成員，只能在類的成員函數(shù)內(nèi)使用。
protected: 保護(hù)的，被它修飾的成員，只能在類、子類的成員函數(shù)內(nèi)使用。
public: 公開的，被修飾的成員，可以在任何位置使用。

#include <iostream>
using namespace std;struct Student
{void in(void){   cout << "請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、年齡、成績："; cin >> id >> name >> age >> score;}   void out(void){   // 學(xué)號(hào):10010 姓名:hehe 年齡:18 成績:100cout << "學(xué)號(hào):" << id << " 姓名:" << name << " 年齡:" << age << " 成績:" << score << endl;}   
private:int id; char name[20];short age;float score; 
};class Student
{int id; char name[20];short age;float score;   
public:void in(void){   cout << "請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、年齡、成績："; cin >> id >> name >> age >> score;}   void out(void){   // 學(xué)號(hào):10010 姓名:hehe 年齡:18 成績:100cout << "學(xué)號(hào):" << id << " 姓名:" << name << " 年齡:" << age << " 成績:" << score << endl;} 
};int main(int argc,const char* argv[])
{Student stu;stu.in();stu.out();return 0;
}

什么是類對(duì)象

使用設(shè)計(jì)好的類（結(jié)構(gòu)）這種數(shù)據(jù)類型，定義出的類變量在面向?qū)ο缶幊陶Z言中被稱為對(duì)象（結(jié)構(gòu)變量），創(chuàng)建類對(duì)象的行為也被稱為實(shí)例化對(duì)象。

#include <iostream>
using namespace std;class Student
{int id; char name[20];short age;float score;
public:void in(void){   cout << "請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、年齡、成績："; cin >> id >> name >> age >> score;}   void out(void){   // 學(xué)號(hào):10010 姓名:hehe 年齡:18 成績:100cout << "學(xué)號(hào):" << id << " 姓名:" << name << " 年齡:" << age << " 成績:" << score << endl;}   
};Student stu; // 在bss內(nèi)存段上實(shí)例化對(duì)象
int main(int argc,const char* argv[])
{Student stu; // 在stack內(nèi)存段實(shí)例化對(duì)象Student* stup = new Student; // 在heap內(nèi)存段實(shí)例化對(duì)象
}

類的聲明與實(shí)現(xiàn)分開

如果類的內(nèi)容不多，一般會(huì)選擇只定義一個(gè)頭文件，以類名作為文件名。

#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_Hclass 類名
{// 定義成員變量
public:// 定義成員函數(shù)
};#endif//STUDENT_H

如果類的內(nèi)容比較多，會(huì)選擇把類的聲明與定義分開，頭文件負(fù)責(zé)類的聲明，源文件負(fù)責(zé)類的實(shí)現(xiàn)。

#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_Hclass 類名
{// 定義成員變量
public:// 聲明成員函數(shù)void 函數(shù)名(參數(shù)列表);
};#endif//STUDENT_H

#include "student.h"void 類名::函數(shù)名(參數(shù)列表)
{}

練習(xí)：實(shí)現(xiàn)C++版的通訊錄。

四、構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)

1、什么構(gòu)造函數(shù)

類、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合中的特殊成員函數(shù)，與類名、結(jié)構(gòu)名、聯(lián)合名同的成員函數(shù)，沒有返回值。

class 類名
{
public:類名(參數(shù)列表){}
};

2、何時(shí)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

當(dāng)創(chuàng)建類對(duì)象時(shí)(實(shí)例化對(duì)象)會(huì)自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。

int main(int argc,const char* argv[])
{// 調(diào)用無參構(gòu)造Student stu;Student* stup = new Student;// 調(diào)用有參構(gòu)造Student stu1(10010,"hehe",'w',18,98);Student* stup1 = new Student(10011,"xixi",'m',20,95);// 調(diào)用有參構(gòu)造，c11語法標(biāo)準(zhǔn)才支持，-std=c++11Student stu2 = {10010,"hehe",'w',18,98};return 0;
}

3、在構(gòu)造函數(shù)中應(yīng)該做什么

構(gòu)造函數(shù)負(fù)責(zé)創(chuàng)建使用對(duì)象的環(huán)境，一般構(gòu)造函數(shù)中負(fù)責(zé)：

1、給成員變量初始化

2、給指針成員分配內(nèi)存

3、從文件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫加載數(shù)據(jù)

4、完成一些準(zhǔn)備工作

4、實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)要注意的問題

在創(chuàng)建類對(duì)象時(shí)，一定會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，如果類中沒有顯式實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)，編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)無參的什么都不做的構(gòu)造函數(shù)。

如果顯式實(shí)現(xiàn)了有參構(gòu)造函數(shù)，那么編譯器就不會(huì)再生成無參構(gòu)造。

注意：在使用new[] 創(chuàng)建n個(gè)對(duì)象時(shí)，無法保證給所有的類對(duì)象都單獨(dú)提供參數(shù)，去調(diào)用有參構(gòu)造，那么必然需要調(diào)用無參構(gòu)造，此時(shí)如果沒有顯式實(shí)現(xiàn)無參構(gòu)造，編譯就會(huì)出錯(cuò)。

方法1：

class Student
{
public:Student() {} // 極簡無參構(gòu)造
};

方法2：

給有參構(gòu)造函數(shù)的所有成員都設(shè)置默認(rèn)形參，當(dāng)需要調(diào)用無參構(gòu)造時(shí)，會(huì)自動(dòng)使用默認(rèn)參數(shù)調(diào)用有參構(gòu)造。

// 無參構(gòu)造未必?zé)o參
class Student
{...
public:Student(int _id=0,const string& _name="",char _sex='w',short _age=0,float _score=0){id = _id;name = _name;sex = _sex;age = _age;score = _score;cout << "我是有參構(gòu)造" << endl;}
};

5、explicit關(guān)鍵字的作用

如果類中有單參的構(gòu)造函數(shù)，那么它的參數(shù)類型數(shù)據(jù)就能隱藏提升為類對(duì)象，如果不使用該功能，可以在單參構(gòu)造函數(shù)的前面加 explicit 關(guān)鍵字，參數(shù)類型數(shù)據(jù)就不能再隱藏提升為類對(duì)象。

總結(jié)：explicit關(guān)鍵字的作用就是禁止單參構(gòu)造函數(shù)的類型提升功能。

#include <iostream>
using namespace std;class Test
{int num;
public:[explicit] Test(int _num){   num = _num;}    
};void func(Test t)
{cout << "我被調(diào)用了" << endl;
}int main(int argc,const char* argv[])
{func(1234);
}

析構(gòu)函數(shù)：

1、什么析構(gòu)函數(shù)

類、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合中的特殊成員函數(shù)，在類名、結(jié)構(gòu)名、聯(lián)合的前面加~，就是析構(gòu)函數(shù)，沒有返回也沒有參數(shù)。

struct Student
{int id; string name;char sex;short age;float score;
public:Student(void){cout << "我是無參構(gòu)造函數(shù)" << endl;}Student(int _id,const string& _name,char _sex,short _age,float _score){   id = _id;name = _name;sex = _sex;age = _age;score = _score;cout << "我是有參構(gòu)造" << endl;}   ~Student(void){   cout << "我是析構(gòu)函數(shù)" << endl;}   
};

2、在析構(gòu)函數(shù)中應(yīng)該做什么

析構(gòu)函數(shù)負(fù)責(zé)對(duì)象銷毀時(shí)的收尾工作，一般構(gòu)造函數(shù)中負(fù)責(zé)：

1、釋放指針成員指向的堆內(nèi)存

2、往文件中、數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)

3、何時(shí)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)

1、當(dāng)類對(duì)象離開它所在的作用域時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)銷毀類對(duì)象，并自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。

#include <iostream>
using namespace std;struct Student
{int id;string name;char sex;short age;float score;
public:Student(void){cout << "我是無參構(gòu)造函數(shù)" << endl;}Student(int _id,const string& _name,char _sex,short _age,float _score){id = _id;name = _name;sex = _sex;age = _age;score = _score;cout << "我是有參構(gòu)造" << endl;}~Student(void){cout << "我是析構(gòu)函數(shù)" << endl;}
};int main(int argc,const char* argv[])
{do{// 當(dāng)創(chuàng)建類對(duì)象時(shí)，自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，當(dāng)對(duì)象離開它的作用域時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)Student stu;}while(0);cout << "-----------" << endl;
}

2、當(dāng)使用delete或delete[] 釋放堆內(nèi)存上的類對(duì)象時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)（必須使用delete釋放）。

#include <iostream>
using namespace std;struct Student
{int id;string name;char sex;short age;float score;
public:Student(void){cout << "我是無參構(gòu)造函數(shù)" << endl;}Student(int _id,const string& _name,char _sex,short _age,float _score){id = _id;name = _name;sex = _sex;age = _age;score = _score;cout << "我是有參構(gòu)造" << endl;}~Student(void){cout << "我是析構(gòu)函數(shù)" << endl;}
};int main(int argc,const char* argv[])
{// 使用new 或 new[] 在堆內(nèi)存上創(chuàng)建類對(duì)象時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)Student* stup = new Student;Student* stus = new Student[10];// 類對(duì)象的個(gè)數(shù)，也是執(zhí)行構(gòu)造、析構(gòu)函數(shù)的次數(shù)cout << *((int*)stus-1) << endl;// 使用delete 或 delete[] 釋放堆內(nèi)存上的類對(duì)象時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)delete stup;delete[] stus;// 注意：使用new創(chuàng)建的就使用delete釋放，使用new[]創(chuàng)建的就使用delete[]釋放，不能混用return 0;
}

4、析構(gòu)函數(shù)要注意的問題

如果沒有顯式實(shí)現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)，那么編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)什么都不做的析構(gòu)函數(shù)。

如果構(gòu)造函數(shù)中使用new、malloc分配的堆內(nèi)存，就一定要顯式實(shí)現(xiàn)析構(gòu)函數(shù)，并在析構(gòu)函數(shù)中釋放堆內(nèi)存，否則就會(huì)造成內(nèi)存泄漏。

五、初始化列表與const成員

const成員

使用const修飾的類、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合的成員變量，在類對(duì)象創(chuàng)建完成前一定要初始化。

不能在構(gòu)造函數(shù)中初始化const成員，因?yàn)閳?zhí)行構(gòu)造函數(shù)時(shí)，類對(duì)象已經(jīng)創(chuàng)建完成，只有類對(duì)象創(chuàng)建完成才能調(diào)用成員函數(shù)，構(gòu)造函數(shù)雖然特殊但也是成員函數(shù)。

在定義const成員時(shí)進(jìn)行初始化，該語法只有在C11語法標(biāo)準(zhǔn)下才支持。

初始化列表

在構(gòu)造函數(shù)小括號(hào)后面，主要用于給const成員初始化的一種特殊語法，也可以給普通成員初始化（可以解決參數(shù)名與成員變量名同名的問題）。

注意：如果有成員是類、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合類型的，還可以在初始化列表中顯式調(diào)用成員的構(gòu)造函數(shù)，還可以調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)。

class 類名
{成員變量;
public:構(gòu)造函數(shù)(參數(shù)列表):成員變量(初始值),成員變量(初始值),...{}
};

#include <iostream>
using namespace std;class Test
{// 可以使用，但只有C11標(biāo)準(zhǔn)才支持// const int num = 1234;const int num;
public:Test(int num=0):num(num){   cout << "我是帶初始化列表的構(gòu)造函數(shù)" << endl;}   void show(void){   cout << "const num = " << num << endl;}   
};
int main(int argc,const char* argv[])
{Test t(123456789);t.show();return 0;
}