C++学习笔记1-命名空间、const关键字的用法、new/delete表达式、引用、C++强制转换、bool和异常

1.命名空间

①来源：名字冲突就是在同一个作用域中有两个或多个同名的实体，为了解决命名冲突C++中引入了命名空间
②定义：命名空间又称为名字空间，是程序员命名的内存区域，程序员根据需要指定一些有名字的空间域，把一些全局实体分别存放到各个命名空间中，从而与其他全局实体分隔开。通俗的说，每个名字空间都是一个名字空间域，存放在名字空间域中的全局实体只在本空间域内有效
③作用：程序员根据需要指定一些有名字的空间域，把一些全局实体分别存放到各个命名空间中，从而与其他全局实体分隔开防止冲突

④命名空间的使用方式：using编译指令、作用域限定符、using声明机制。
using namespace std; -》》其中std代表的是标准命名空间
下面是直接使用会可能造成错误的情况
1）using编译指令

2）作用域限定符：直接使用作用域限定符::，每次要使用某个名称空间中的实体时，都直接加上

3）using声明机制
using声明机制的作用域：从using语句开始，到using所在的作用域结束。（要注意，在同一作用域内用using声明的不同的命名空间的成员不能有同名的成员，否则会发生重定义）

⑤匿名命名空间：其实匿名命名空间和static是同样的道理，都是只在本文件内有效，无法被其它文件引用

⑥命名空间的嵌套及覆盖

⑦ 对命名空间的思考和总结
1）提倡在已命名的名称空间中定义变量，而不是直接定义外部全局变量或者静态全局变量。
2）如果开发了一个函数库或者类库，提倡将其放在一个名称空间中
3）对于using 声明，首先将其作用域设置为局部而不是全局
4）不要在头文件中使用using编译指令，这样，使得可用名称变得模糊，容易出现二义性，
5）包含头文件的顺序可能会影响程序的行为，如果非要使用using编译指令，建议放在所有#include预编译指令后。
6）包含头文件的顺序可能会影响程序的行为，如果非要使用using编译指令，建议放在所有#include
预编译指令后。

2.const关键字的用法

1. const关键字修饰变量
   
   除了这种方式可以创建常量外，还可以使用宏定义的方式创建常量

#defin
20000
e NUMBER 1024

问题：
常考题：const常量与宏定义的区别是什么？
1）编译器处理方式不同。宏定义是在预处理阶段展开，做字符串的替换；而const常量是在编译时。
2）类型和安全检查不同。宏定义没有类型，不做任何类型检查；const常量有具体的类型，在编译期会执行类型检查。在使用中，应尽量以const替换宏定义，可以减小犯错误的概率。
2. const关键字修饰指针

1. const关键字修饰成员函数
2. const关键字修饰对象

3.new/delete表达式

C中用来开辟和回收堆空间的方式是采用malloc/free库函数，在C++中提供了新的开辟和回收堆空间
的方式，即采用new/delete表达式。
1.开辟一个元素的空间

2.开辟一个数组的空间

常考题：new/delete表达式与malloc/free的区别是？
1）malloc/free是C/C++语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符或表达式 ；
2）new能够自动分配空间大小，malloc需要传入参数；//new自动
3）new开辟空间的同时还对空间做了初始化的操作，而malloc不行；//new增加了对空间的初始化操作
4）new/delete能对对象进行构造和析构函数的调用，进而对内存进行更加详细的工作，而malloc/free不能。//new还能进行更多功能的调用
（既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++还保留malloc/free呢？因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。）

4.引用

1.什么是引用
在理解引用概念前，先回顾一下变量名。变量名实质就是一段连续内存空间的别名。那一段连续的内存空间只能取一个别名吗？ 显然不是，引用的概念油然而生。在C++中，引用是一个已定义变量的别名。
其语法是：

在使用引用的过程中，要注意以下几点：

1. &在这里不再是取地址符号，而是引用符号，相当于&有了第二种用法
2. 引用的类型必须和其绑定的变量的类型相同
3. 声明引用的同时，必须对引用进行初始化，如上的int &ref2；否则编译时报错
4. 一旦绑定到某个变量之后，就不会再改变其指向

2.引用的本质
①C++中的引用本质上是一种被限制的指针。
②由于引用是被限制的指针，所以引用是占据内存的，占据的大小就是一个指针的大小。有很多的说法，都说引用不会占据存储空间，其只是一个变量的别名，但这种说法并不准确。引用变量会占据存储空间，存放的是一个地址，但是编译器阻止对它本身的任何访问，从一而终总是指向初始的目标单元。在汇编里， 引用的本质就是“间接寻址”。在后面学习了类之后，我们也能看到相关的用法。
3.引用作为函数参数
①引用的作用：在很多场合下就可以用引用代替指针，因而也具有更好的可读性和实用性。这就是引用存在的意义

②参数传递的方式除了上面的指针传递和引用传递两种外，还有值传递。采用值传递时，系统会在内存中
开辟空间用来存储形参变量，并将实参变量的值拷贝给形参变量，即形参变量只是实参变量的副本而已；注意如果函数传递的是类对象，系统还会调用类中的拷贝构造函数来构造形参对象，假如对象占据的存储空间比较大，那就很不划算了。这种情况下，强烈建议使用引用作为函数的形参，这样会大大提高函
数的时空效率。
4.引用作为函数的返回值
当引用作为函数的返回值时，必须遵守以下规则：
5. 不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。
6. 不能在函数内部返回new分配的堆空间变量的引用。如果返回的引用只是作为一个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么该引用所在的空间就无法释放，会造成内存泄漏。

引用总结：
7. 在引用的使用中，单纯给某个变量取个别名是毫无意义的，引用的目的主要用于在函数参数传递
中，解决大块数据或对象的传递效率和空间不如意的问题。
8. 用引用传递函数的参数，能保证参数传递中不产生副本，提高传递的效率，且通过const的使用，
保证了引用传递的安全性。
9. 引用与指针的区别是，指针通过某个指针变量指向一个变量后，对它所指向的变量间接操作。程序中使用指针，程序的可读性差；而引用本身就是目标变量的别名，对引用的操作就是对目标变量的操作。

5.C++强制转换

1）c++为了克服这些缺点：①c风格的转换不容易查找，它由一个括号加上一个标识符组成，而这样的东西在c++程序里一大堆；②把一个指向const对象的指针转换成指向非const对象的指针，把一个指向基类对象的指针转换成指向一个派生类对象的指针，这两种转换之间的差别是巨大的，但是传统的c语言风格的类型转换没有区分这些
2）
①static_cast
最常用的类型转换符，在正常状况下的类型转换, 用于将一种数据类型转换成另一种数据类型，如把int转换为float

也可以完成指针之间的转换，例如可以将void*指针转换成其他类型的指针

但不能完成任意两个指针类型间的转换

总结，static_cast的用法主要有以下几种：
1）用于基本数据类型之间的转换，如把int转成char，把int转成enum。这种转换的安全性也要开发人
员来保证。
2）把void指针转换成目标类型的指针，但不安全。
3）把任何类型的表达式转换成void类型。
4）用于类层次结构中基类和派生类之间指针或引用的转换。进行上行转换（把派生类的指针或引用转换
成基类指针或引用）是安全的；进行下行转换（把基类指针或引用转换成派生类指针或引用）时，由于没有动态类型检查，所以是不安全的。
2.const_cast
该运算符用来修改类型的const属性。常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；常量对象被转换成非常量对象。
3. dynamic_cast
该运算符主要用于基类和派生类间的转换，尤其是向下转型的用法中。
4. reinterpret_cast
该运算符可以用来处理无关类型之间的转换，即用在任意指针（或引用）类型之间的转换，以及指针与足够大的整数类型之间的转换。由此可以看出，reinterpret_cast的效果很强大，但错误的使用reinterpret_cast很容易导致程序的不安全，只有将转换后的类型值转换回到其原始类型，这样才是正确
使用reinterpret_cast方式。

6、函数重载

在实际开发中，有时候需要实现几个功能类似的函数，只是细节有所不同。如交换两个变量的值，但这两种变量可以有多种类型，short, int, float等。在C语言中，必须要设计出不同名的函数，其原型类似于：

7、默认参数

C++可以给函数定义默认参数值。通常，调用函数时，要为函数的每个参数给定对应的实参，

如果一个函数中有多个默认参数，则形参分布中，默认参数应从右至左逐渐定义。当调用函数时，只能向左匹配参数。如

默认参数与函数重载，默认参数可将一系列简单的重载函数合成为一个。例如：

如果一组重载函数（可能带有默认参数）都允许相同实参个数的调用，将会引起调用的二义性。

8.bool类型

在C++中，还添加了一种基本类型，就是bool类型，用来表示true和false。true和false是字面值，可以通过转换变为int类型，true为1，false为0.

任何数字或指针值都可以隐式转换为bool值。
任何非零值都将转换为true，而零值转换为false.

9.inline函数
内联函数作为编译器优化手段的一种技术，在降低运行时间上非常有用
1.什么是内联函数？
用来降低程序的运行时间。当内联函数收到编译器的指示时，即可发生内联：编译器将使用函数的定义体来替代函数调用语句，这种替代行为发生在编译阶段而非程序运行阶段。
（定义函数时，在函数的最前面以关键字“inline”声明函数，即可使函数称为内联声明函数。）

2. 内联函数和带参数的宏定义
1.使用宏代码的缺点：
①容易出错，预处理器在拷贝代码时经常产生想不到的边际效应
②不可调试，但是内联函数可以调试
③无法操作类的私有数据成员
④优点：可以通过上下文相关的优化技术对结果代码进行更深入的优化
3.谨慎使用内联函数

10.异常安全
异常是程序在执行期间产生的问题。C++ 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，比如尝试除以零的操作。异常提供了一种转移程序控制权的方式。C++ 异常处理涉及到三个关键字：try、catch、throw。

①throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。

②try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常，它后面通常跟着一个或多个 catch 块。
理论：

举例：

③catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。catch 关键字用于捕获异常。

额外补充：
cin相当于scanf输入数据
endl表示加个回车
cout,标准输出，相当于printf
这个>>输入流运算符
而<<,输出流运算符

#include <stdio.h>
#include <iostream>//C++头文件没有加.h，因为C++头文件都是用模板写的，
//而模板有个特点：必须要知道所有实现之后才能正常编译

using namespace std;//命名空间

//函数的声明
//函数声明可以有多次，函数定义只能有一次
void test();
void test();
void test();
void test();
void test();

void test()
{

}
int main(int argc, char **argv)
{
/* &10;//error,字面值常量,不能取地址 */
/* &"Hello, world";//ok */
//cout,标准输出
//<<,输出流运算符
//"Hello world",字符串常量
//endl end of line
cout << "Hello world" << endl;
operator<<(cout, "Hello world").operator<<(endl);//运算符重载

int number = 0;
//cin，标准输入
//>>，输入流运算符
cin >> number;
cout << "number = " << number << endl;
return 0;
}