C++学习

1.inline内联函数

内联函数：为了消除函数调用的时空开销，C++ 提供一种提高效率的方法，即在编译时将函数调用处用函数体替换，类似于C语言中的宏展开。这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数（Inline Function），又称内嵌函数或者内置函数。

指定内联函数的方法很简单，只需要在函数定义处增加 inline 关键字。

注意，要在函数定义处添加 inline 关键字，在函数声明处添加 inline
关键字虽然没有错，但这种做法是无效的，编译器会忽略函数声明处的 inline 关键字。

当函数比较复杂时，函数调用的时空开销可以忽略，大部分的 CPU 时间都会花费在执行函数体代码上，所以我们一般是将非常短小的函数声明为内联函数。

由于内联函数比较短小，我们通常的做法是省略函数原型，将整个函数定义（包括函数头和函数体）放在本应该提供函数原型的地方。也就是相当于不给函数进行声明而直接进行定义，在声明的地方就进行定义。

内联函数的缺点：使用内联函数的缺点也是非常明显的，编译后的程序会存在多份相同的函数拷贝，如果被声明为内联函数的函数体非常大，那么编译后的程序体积也将会变得很大，所以再次强调，一般只将那些短小的、频繁调用的函数声明为内联函数。

2.C语言中内存的分配和释放(堆和栈的区别)

在C语言中，动态分配内存用 malloc() 函数，释放内存用 free() 函数。

int *p = (int*) malloc( sizeof(int) * 10 );  //分配10个int型的内存空间
free(p);  //释放内存

在C++中，这两个函数仍然可以使用，但是C++又新增了两个关键字，new 和 delete：new 用来动态分配内存，delete 用来释放内存。

int *p = new int;  //分配1个int型的内存空间
delete p;  //释放内存

new 操作符会根据后面的数据类型来推断所需空间的大小。
如果希望分配一组连续的数据，可以使用 new[]：

int *p = new int[10];  //分配10个int型的内存空间
delete[] p;

用 new[] 分配的内存需要用 delete[] 释放，它们是一一对应的。

和 malloc() 一样，new 也是在堆区分配内存，必须手动释放，否则只能等到程序运行结束由操作系统回收。
为了避免内存泄露，通常 new 和 delete、new[] 和 delete[] 操作符应该成对出现，并且不要和C语言中 malloc()、free() 一起混用。
堆：new、malloc()及全局变量都是在堆中进行存储的，必须手动释放，否则只能等到程序运行结束由操作系统回收。
栈：函数中一些变量的定义等一般都是在栈中存储的，类似函数调用结束这种所占用的栈中的内存也会释放。

3.C++中的类和对象

C++中的类（Class）可以看做C语言中结构体（Struct）的升级版。结构体是一种构造类型，可以包含若干成员变量，每个成员变量的类型可以不同；可以通过结构体来定义结构体变量，每个变量拥有相同的性质。

C++中的类也是一种构造类型，但是进行了一些扩展，类的成员不但可以是变量，还可以是函数；通过类定义出来的变量也有特定的称呼，叫做“对象”。

#include <stdio.h>
//通过class关键字类定义类
class Student{
public:
    //类包含的变量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //类包含的函数
    void say(){
        printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", name, age, score);
    }
};
int main(){
    //通过类来定义变量，即创建对象
    class Student stu1;  //也可以省略关键字class
    //为类的成员变量赋值
    stu1.name = "小明";
    stu1.age = 15;
    stu1.score = 92.5f;
    //调用类的成员函数
    stu1.say();
    return 0;
}

这段代码不太规范，仅仅只是一个示例说明问题。

C语言中的 struct 只能包含变量，而C++中的 class 除了可以包含变量，还可以包含函数。

display() 是用来处理成员变量的函数，在C语言中，我们将它放在了 struct Student
外面，它和成员变量是分离的；而在C++中，我们将它放在了 class Student 内部，使它和成员变量聚集在一起，看起来更像一个整体。

结构体和类都可以看做一种由用户自己定义的复杂数据类型，在C语言中可以通过结构体名来定义变量，在C++中可以通过类名来定义变量。不同的是，通过结构体定义出来的变量还是叫变量，而通过类定义出来的变量有了新的名称，叫做对象（Object）。

在第二段代码中，我们先通过 class 关键字定义了一个类 Student，然后又通过 Student 类创建了一个对象 stu1。变量和函数都是类的成员，创建对象后就可以通过点号.来使用它们。

可以将类比喻成图纸，对象比喻成零件，图纸说明了零件的参数（成员变量）及其承担的任务（成员函数）；一张图纸可以生产出多个具有相同性质的零件，不同图纸可以生产不同类型的零件。

类只是一张图纸，起到说明的作用，不占用内存空间；对象才是具体的零件，要有地方来存放，才会占用内存空间。

在C++中，通过类名就可以创建对象，即将图纸生产成零件，这个过程叫做类的实例化，因此也称对象是类的一个实例（Instance）。

有些资料也将类的成员变量称为属性（Property），将类的成员函数称为方法（Method）。

4.C/C++比较

在C语言中，我们会把重复使用或具有某项功能的代码封装成一个函数，将拥有相关功能的多个函数放在一个源文件，再提供一个对应的头文件，这就是一个模块。使用模块时，引入对应的头文件就可以。

而在C++中，多了一层封装，就是类（Class）。类由一组相关联的函数、变量组成，你可以将一个类或多个类放在一个源文件，使用时引入对应的类就可以。下面是C和C++项目组织方式的对比：

C++学习小知识点_c语言

面向对象编程在代码执行效率上绝对没有任何优势，它的主要目的是方便程序员组织和管理代码，快速梳理编程思路，带来编程思想上的革新。

面向对象编程是针对开发中大规模的程序而提出来的，目的是提高软件开发的效率。不要把面向对象和面向过程对立起来，面向对象和面向过程不是矛盾的，而是各有用途、互为补充的。

5.C++命名空间

为了解决合作开发时的命名冲突问题，C++ 引入了命名空间（Namespace）的概念。请看下面的例子：

namespace Li{  //小李的变量定义
  FILE fp = NULL;
}
namespace Han{  //小韩的变量定义
    FILE fp = NULL
}

小李与小韩各自定义了以自己姓氏为名的命名空间，此时再将他们的 fp 变量放在一起编译就不会有任何问题。

命名空间有时也被称为名字空间、名称空间。

namespace 是C++中的关键字，用来定义一个命名空间，语法格式为：

namespace name{
    //variables, functions, classes
}

name是命名空间的名字，它里面可以包含变量、函数、类、typedef、#define 等，最后由{ }包围。

使用变量、函数时要指明它们所在的命名空间。以上面的 fp 变量为例，可以这样来使用：

Li :: fp = fopen("one.txt", "r");  //使用小李定义的变量 fp
Han :: fp = fopen("two.txt", "rb+");  //使用小韩定义的变量 fp

::是一个新符号，称为域解析操作符，在C++中用来指明要使用的命名空间。

除了直接使用域解析操作符，还可以采用 using 声明，例如：

using Li :: fp;
fp = fopen("one.txt", "r");  //使用小李定义的变量 fp
Han :: fp = fopen("two.txt", "rb+");  //使用小韩定义的变量 fp

在代码的开头用using声明了 Li::fp，它的意思是，using 声明以后的程序中如果出现了未指明命名空间的 fp，就使用 Li::fp；但是若要使用小韩定义的 fp，仍然需要 Han::fp。

using 声明不仅可以针对命名空间中的一个变量，也可以用于声明整个命名空间，例如：

using namespace Li;
fp = fopen("one.txt", "r");  //使用小李定义的变量 fp
Han :: fp = fopen("two.txt", "rb+");  //使用小韩定义的变量 fp

如果命名空间 Li 中还定义了其他的变量，那么同样具有 fp 变量的效果。在 using 声明后，如果有未具体指定命名空间的变量产生了命名冲突，那么默认采用命名空间 Li 中的变量。

命名空间内部不仅可以声明或定义变量，对于其它能在命名空间以外声明或定义的名称，同样也都能在命名空间内部进行声明或定义，例如类、函数、typedef、#define 等都可以出现在命名空间中。

站在编译和链接的角度，代码中出现的变量名、函数名、类名等都是一种符号（Symbol）。有的符号可以指代一个内存位置，例如变量名、函数名；有的符号仅仅是一个新的名称，例如 typedef 定义的类型别名。

下面来看一个命名空间完整示例代码：

#include <stdio.h>
//将类定义在命名空间中
namespace Diy{
    class Student{
    public:
        char *name;
        int age;
        float score;
  
    public:
        void say(){
            printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", name, age, score);
        }
    };
}
int main(){
    Diy::Student stu1;
    stu1.name = "小明";
    stu1.age = 15;
    stu1.score = 92.5f;
    stu1.say();
    return 0;
}

运行结果：
小明的年龄是 15，成绩是 92.500000

6.C++标准库和std命名空间

和C语言一样，C++ 头文件仍然以.h为后缀，它们所包含的类、函数、宏等都是全局范围的。

C++ 引入了命名空间的概念，计划重新编写库，将类、函数、宏等都统一纳入一个命名空间，这个命名空间的名字就是std。std 是 standard 的缩写，意思是**“标准命名空间”**。

为了避免头文件重名，新版 C++ 库也对头文件的命名做了调整，去掉了后缀.h，所以老式 C++ 的iostream.h变成了iostream，fstream.h变成了fstream。而对于原来C语言的头文件，也采用同样的方法，但在每个名字前还要添加一个c字母，所以C语言的stdio.h变成了cstdio，stdlib.h变成了cstdlib。

C++中冒号（:）和双冒号（::）的用法

C++学习小知识点_命名空间_02


C++学习小知识点_c++_03


C++学习小知识点_命名空间_04