目录

  • 引言
  • 入门须知
  • 一、命名空间
    • 1.1 作用域限定符
    • 1.2 命名空间的意义
    • 1.3 命名空间的定义
    • 1.4 命名空间的使用
  • 二、C++输入&输出
    • 2.1 cout输出
    • 2.2 cin输入
    • 2.3 std命名空间的使用惯例
  • 三、缺省参数
    • 3.1 缺省参数概念
    • 3.2 缺省参数分类
  • 四、函数重载
    • 4.1 函数重载概念
    • 4.2 函数重载分类
    • 4.3 C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)
  • 五、引用
    • 5.1 引用概念
    • 5.2 引用特性
    • 5.3 使用场景
    • 5.4 传值和传引用效率对比
    • 5.5 常引用
    • 5.6 指针和引用的区别
  • 六、内联函数
    • 6.1 内联函数概念
    • 6.2 内联函数特性
    • 6.3 C++替代宏的做法
  • 七、auto(C++11)
    • 7.1 auto简介
    • 7.2 auto的使用细则
    • 7.3 auto不能推导的场景
  • 八、范围for(C++11)
    • 8.1 范围for的语法
    • 8.2 范围for的使用条件
  • 九、nullptr(C++11)
  • 总结

引言

从今天开始,我们就正式的从C迈向C++啦!C++在C的基础上,解决了很多C未能解决的问题,但是它的语法繁杂,难学难精。所以,我们也不用着急,一步一个脚印,系统扎实的学习C++。

总之,这是一个光明的起点,美妙的开始,程序员通向大厂的必经之路。我将怀着饱满的热情,去攀登C++的珠穆朗玛峰,C++,启动!


欢迎各位小伙伴关注我的专栏,和我一起系统学习C++,共同探讨和进步哦!

学习专栏

《进击的C++》

入门须知

C++是在C的基础之上,容纳进去了面向对象编程思想,并增加了许多有用的库,以及编程范式等。熟悉C语言之后,对C++学习有一定的帮助,本文目的:

  1. 补充C语言语法的不足,以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的,比如:作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等
  2. 为后续类和对象学习打基础。

一、命名空间

1.1 作用域限定符

先来看看下面一段代码:

根据C语言的语法,局部变量优先,所以打印的是2。

那么,如果我想要打印全局变量怎么办呢?这时,C语言就办不到了,C++就引进了一个操作符——作用域操作符(: :)

  • 作用域操作符前面,代表所指向的域(局部域/全局域)
  • 此时前面为空,代表指向全局变量

1.2 命名空间的意义

在C/C++中,变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的,这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中,可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化, 以避免命名冲突或名字污染,namespace关键字的出现就是针对这种问题的

#include #include int rand = 10;// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决int main(){ printf("%d\n", rand); return 0; }// 编译后后报错:error C2365: “rand”: 重定义;以前的定义是“函数”

1.3 命名空间的定义

先来看一个情景,假设一个项目分多人写代码:

list.h(张三写链表)

struct Node{struct Node* prev;struct Node* next;int val;};

queue.h(李四写队列)

struct Node{struct Node* next;int val;};struct Queue{struct Node* head;struct Node* tail;};

test.c(整合的时候就会发生Node重定义的错误)

#include"list.h"#include"queue.h"int main(){return 0;}

那么,应该怎样解决呢?这时,就可以用到命名空间了。


定义命名空间,需要使用到namespace关键字,后面跟命名空间的名字,然后接一对{}即可,{}中即为命名空间的成员。

namespace zhangsan{struct Node{struct Node* prev;struct Node* next;int val;};}
namespace lisi{struct Node{struct Node* next;int val;};struct Queue{struct Node* head;struct Node* tail;};}

这样,就完美解决了命名冲突的问题。

注意几个点:

  • 命名空间可以嵌套定义
  • 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中
  • 一个命名空间就定义了一个新的作用域,命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

1.4 命名空间的使用

这里有三种使用方式:

  1. 指定命名空间访问(加命名空间名称及作用域限定符)
#include"queue.h"int main(){struct lisi::Queue q;return 0;}
  1. 局部展开(使用using将命名空间中某个成员引入)
#include"queue.h"using lisi::Queue;int main(){struct Queue q;return 0;}
  1. 全局展开(使用using namespace 命名空间名称 引入)
#include"queue.h"using namespace lisi;int main(){struct Queue q;return 0;}

提示:

  • 因为全局展开相当于将命名空间内部完全暴露出来,多个命名空间展开后可能又会造成命名冲突。
  • 所以一般在实际的项目工程中,只使用指定命名空间访问和局部展开
  • 但是平常练习中,为了方便,我们可以使用全局展开

二、C++输入&输出

2.1 cout输出

语言的开始,都是问候这个新世界。
C++如何实现hello world的输出呢?请看下面代码:

#include// std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中using namespace std;int main(){cout << "hello world" << endl;return 0;}
  • 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时,必须包含头文件以及按命名空间使用方法使用std。
  • cout和cin是全局的流对象,endl是特殊的C++符号,表示换行输出,他们都包含在包含头文件中。
  • <>是流提取运算符

怎么样,是不是感觉思绪一下在风中凌乱?实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象,>>和<<也涉及运算符重载等知识,这些知识我们我们后续才会学习,所以我们这里只是简单学习他们的使用

2.2 cin输入

C++输入输出还有一个好处

  • C++的输入输出可以自动识别变量类型
int main(){int arr[5];for (int i = 0; i < 5; i++){cin >> arr[i];}for (int i = 0; i < 5; i++){cout << arr[i] << ' ';//末尾打印空格}return 0;}

使用C++输入输出更方便,不需要像printf/scanf输入输出时那样,需要手动控制格式。

2.3 std命名空间的使用惯例

std是C++标准库的命名空间,如何展开std使用更合理呢?

  1. 日常练习中,建议直接using namespace std即可,这样就很方便。
  2. using namespace std展开,标准库就全部暴露出来了,如果我们定义跟库重名的类型/对 象/函数,就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现,但是项目开发中代码较多、规模大,就很容易出现。所以建议在项目开发中使用,像std::cout这样使用时指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
#includeint main(){std::cout << "hello world" << std::endl;return 0;}
#includeusing std::cout;using std::endl;int main(){cout << "hello world" << endl;return 0;}

三、缺省参数

3.1 缺省参数概念

缺省参数(又称默认参数)是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时,如果没有指定实参则采用该形参的缺省值,否则使用指定的实参。

void Fuc(int a = 5){cout << a << endl;}int main(){Fuc(1);//传参时,使用指定实参Fuc();//没有传参时,使用参数的默认值return 0;}

3.2 缺省参数分类

  1. 全缺省参数
void Fuc(int a = 5, int b = 6, int c = 7){cout << a << endl;cout << b << endl;cout << c << endl;}int main(){Fuc(1, 2, 3);Fuc(1, 2);Fuc(1);Fuc();//错误写法//Fuc(,2,)//Fuc(1,,3)//……return 0;}
  • 缺省参数必须从右到左连续使用

  1. 半缺省参数
void Fuc(int a, int b = 6, int c = 7){cout << a << endl;cout << b << endl;cout << c << endl;}//err//void Fuc(int a = 5, int b, int c = 7)int main(){Fuc(1, 2, 3);Fuc(1, 2);Fuc(1);return 0;}
  • 半缺省参数必须从右往左依次来给出,不能间隔着给

注意

  • 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现(只能在声明给缺省参数)
//a.hvoid Func(int a = 10);// a.cppvoid Func(int a = 20) {}// 注意:如果生命与定义位置同时出现,恰巧两个位置提供的值不同,那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。
  • 缺省值必须是常量或者全局变量
  • C语言不支持(编译器不支持)

四、函数重载

自然语言中,一个词可以有多重含义,人们可以通过上下文来判断该词真实的含义,即该词被重载了。

4.1 函数重载概念

函数重载:是函数的一种特殊情况,C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数,这些同名函数的形参列表(参数个数 或 类型 或 类型顺序)不同,常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

4.2 函数重载分类

  1. 参数类型不同
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;}int main(){Add(1, 2);Add(1.1, 2.2);return 0;}
  1. 参数个数不同
void f(){cout << "f()" << endl;}void f(int a){cout << "f(int a)" << endl;}int main(){f();f(2);return 0;}
  1. 参数类型顺序不同
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(){f(4, 'a');f('b', 9);return 0;}

4.3 C++支持函数重载的原理–名字修饰(name Mangling)

为什么C++支持函数重载,而C语言不支持函数重载呢?
在C/C++中,一个程序要运行起来,需要经历以下几个阶段:预处理、编译、汇编、链接。

  1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成,而通过C语言阶段学习的编译链接,我们可以知道,【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】,编译后链接前,a.o的目标文件中没有Add的函数地址,因为Add是在b.cpp中定义的,所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢?
  2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题,链接器看到a.o调用Add,但是没有Add的地址,就会到b.o的符号表中找Add的地址,然后链接到一起
  3. 那么链接时,面对Add函数,链接器会使用哪个名字去找呢?这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则
  4. 由于Windows下vs的修饰规则过于复杂,而Linux下g++的修饰规则简单易懂,下面我们使用了g++演示了这个修饰后的名字。
  5. 通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母
  • 采用C语言编译器编译后结果

    结论在linux下,采用gcc编译完成后,函数名字的修饰没有发生改变。
  • 采用C++编译器编译后结果

    结论在linux下,采用g++编译完成后,函数名字的修饰发生改变,编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。
  1. Windows下名字修饰规则

    对比Linux会发现,windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂,但道理都是类似的,我们就不做细致的研究了。

  2. 通过这里就理解了C语言没办法支持重载,因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分,只要参数不同,修饰出来的名字就不一样,就支持了重载。

  3. 如果两个函数函数名和参数是一样的,返回值不同是不构成重载的,因为调用时编译器没办法区分。

五、引用

5.1 引用概念

引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取了一个别名,编译器不会为引用变量开辟内存空间,它和它引用的变量共用同一块内存空间

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;

void TestRef(){int a = 10;int& ra = a;//<====定义引用类型printf("%p\n", &a);printf("%p\n", &ra);}

注意:引用类型必须和引用实体同种类型

5.2 引用特性

  1. 引用在定义时必须初始化
  2. 一个变量可以有多个引用
  3. 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体
void TestRef(){ int a = 10; // int& ra; // 该条语句未初始化,编译时会出错 int& ra = a; int& rra = a; printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);}

5.3 使用场景

  1. 做参数
void Swap(int& left, int& right){ int tmp = left; left = right; right = tmp;}
  • 之前用C语言要通过形参修改实参,必须传址调用,用指针解引用;但是,在C++中,可以传值调用,用引用来完成操作目的,有时候更加简便
  1. 做返回值

如果说做参数时,C语言还可以替代实现相应的功能,那么,做返回值时,就能完成一些C语言无法替代的功能。
先来看两段代码:

//代码1int Add(int a, int b){int c = a + b;return c;}//代码2int Count(){ static int n = 0; n++; // ... return n;}

我们可以注意到:

  • 代码1创建的是临时变量,开辟在栈区,出作用域会销毁
  • 而代码2创建的是静态变量,开辟在静态区,出作用域不会销毁
  • 但是编译器在传值返回时,总是会先将值拷贝到一个临时变量中,再返回给上一层函数调用。(与函数栈帧和汇编相关)
  • 对于代码1是可以的,但对于代码2来说,无疑就是一种浪费(因为静态变量出作用域并没有销毁)

所以,针对代码2,我们可以使用传引用返回

int& Count(){ static int n = 0; n++; // ... return n;}
  • 这样就进行了优化,可以直接返回变量本体,而非先拷贝再返回

那我们再来看看代码1可以使用传引用返回吗?

int& Add(int a, int b){int c = a + b;return c;}int main(){int& ret = Add(1, 2);Add(3, 4);cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;return 0;}
这段代码输出结果是7,是不是很意外?
  • 因为创建的临时变量在出作用域时,就已经将空间的使用权还给操作系统了,但是通过引用,我们依然可以找到变量空间本身。
  • 所以当函数再次调用时,该空间的值被改成了7,打印出来的自然也是7
  • 那么,这就不是我们想要的效果,所以不能使用传引用返回。

总结:如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还在(还没还给系统),则可以使用引用返回,如果已经还给系统了,则必须使用传值返回。

5.4 传值和传引用效率对比

  • 前面提到,以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低。
  1. 传参对比
#include struct A{ int a[10000]; };void TestFunc1(A a){}void TestFunc2(A& a){}void TestRefAndValue(){ A a; // 以值作为函数参数 size_t begin1 = clock(); for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) TestFunc1(a); size_t end1 = clock(); // 以引用作为函数参数 size_t begin2 = clock(); for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) TestFunc2(a); size_t end2 = clock();// 分别计算两个函数运行结束后的时间 cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl; cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;}

  1. 返回对比
#include struct A{ int a[10000]; };A a;// 值返回A TestFunc1() { return a;}// 引用返回A& TestFunc2(){ return a;}void TestReturnByRefOrValue(){ // 以值作为函数的返回值类型 size_t begin1 = clock(); for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) TestFunc1(); size_t end1 = clock(); // 以引用作为函数的返回值类型 size_t begin2 = clock(); for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) TestFunc2(); size_t end2 = clock(); // 计算两个函数运算完成之后的时间 cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl; cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;}

通过上述代码的比较,发现传值和传引用在作为传参以及返回值类型效率相差很大

5.5 常引用

  • 记住一句话:权限只能缩小或保持,不能扩大
int main(){//权限扩大const int a = 10;//int& ra = a;//err//权限保持const int& ra = a;//权限缩小int b = 20;const int& rb = b;return 0;}
  • 注意以下写法也是可以的,包含隐式类型转换
  • 此时rc不是c的别名,而是(转换后)存储double类型临时变量的别名
int c = 30;const double& rc = c;//隐式类型转换

5.6 指针和引用的区别

语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。

int main(){int a = 10;int& ra = a;cout<<"&a = "<<&a<<endl;cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;return 0;}

底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的。

int main(){int a = 10;//引用int& ra = a;ra = 20;//指针int* pa = &a; *pa = 20;return 0;}

我们来看下引用和指针的汇编代码对比:

引用和指针的不同点:

  1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
  2. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
  3. 引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何
    一个同类型实体
  4. 没有NULL引用,但有NULL指针
  5. 在sizeof中含义不同:引用结果为引用类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数(32
    位平台下占4个字节)
  6. 引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
  7. 有多级指针,但是没有多级引用
  8. 访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理
  9. 引用比指针使用起来相对更安全

简单理解:引用是更简便更安全的指针。但是引用并不能完全代替指针(因为不能改变引用实体)。所以往后在C++中可能80%使用引用,20%使用指针(完成必须指针的功能,如链表) 。

六、内联函数

6.1 内联函数概念

inline修饰的函数叫做内联函数编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数提升程序运行的效率。

请看下面代码:


如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

查看方式

  1. 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
  2. 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug模式下,编译器默认不会对代码进行优化,以下给出vs2013的设置方式)

6.2 内联函数特性

  1. inline是一种以空间换时间的做法,如果编译器将函数当成内联函数处理,在编译阶段,会用函数体替换函数调用,缺陷可能会使目标文件变大优势:少了调用开销,提高程序运行效率。
  2. inline对于编译器而言只是一个建议,不同编译器关于inline实现机制可能不同,一般建议:将函数规模较小(即函数不是很长,具体没有准确的说法,取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰,否则编译器会忽略inline特性

下图为《C++prime》第五版关于inline的建议:

  1. inline不建议声明和定义分离,分离会导致链接错误。因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。

比如下面这种写法就会报错

f.h

#include using namespace std;inline void f(int i);

f.cpp

#include "F.h"void f(int i){ cout << i << endl;}

test.cpp

#include "F.h"int main(){ f(10); return 0;}// 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (" />#include using namespace std;inline void f(int i){ cout << i << endl;}

6.3 C++替代宏的做法

宏的优缺点?
优点:

  1. 增强代码的复用性。
  2. 提高性能。

缺点:

  1. 不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)
  2. 导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。
  3. 没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏?

  1. 常量定义 换用const enum
  2. 短小函数定义 换用内联函数

七、auto(C++11)

7.1 auto简介

在早期C/C++中auto的含义是:使用auto修饰的变量,是具有自动存储器的局部变量,但遗憾的是一直没有人去使用它,大家可思考下为什么?

C++11中,标准委员会赋予了auto全新的含义即:auto不再是一个存储类型指示符,而是作为一个新的类型指示符来指示编译器,auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

int TestAuto(){return 10;}int main(){int a = 10;auto b = a;auto c = 'a';auto d = TestAuto();//auto e; //无法通过编译,使用auto定义变量时必须对其进行初始化cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;cout << typeid(d).name() << endl;return 0;}

typeid().name()可以查看变量的类型名

注意

  • 使用auto定义变量时必须对其进行初始化,在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。
  • 因此auto并非是一种“类型”的声明,而是一个类型声明时的“占位符”,编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。

上述例子好像还看不出auto的优势,再来看看下面代码:

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

这里看不懂没关系,主要理解一下std::map::iterator 是一个类型,但是该类型太长了,特别容易写错。

按以往的知识,我们可以用typedef进行重定义

typedef std::map<std::string, std::string> Map;Map::iterator it = m.begin();

而现在,我们有一种更简便的写法,那就是用auto自动推导类型

auto it = m.begin();

7.2 auto的使用细则

  1. auto与指针和引用结合起来使用
    用auto声明指针类型时,用auto和auto*没有任何区别,但用auto声明引用类型时则必须加&
int main(){int x = 10;auto a = &x;auto* b = &x;auto& c = x;*a = 20;*b = 30; c = 40;return 0;}
  1. 在同一行定义多个变量
    当在同一行声明多个变量时,这些变量必须是相同的类型,否则编译器将会报错,因为编译器实际只对第一个类型进行推导,然后用推导出来的类型定义其他变量。
void TestAuto(){auto a = 1, b = 2; auto c = 3, d = 4.0;// 该行代码会编译失败,因为c和d的初始化表达式类型不同}

7.3 auto不能推导的场景

  1. auto不能作为函数的参数
// 此处代码编译失败,auto不能作为形参类型,因为编译器无法对a的实际类型进行推导void TestAuto(auto a){}
  1. auto不能直接用来声明数组
void TestAuto(){int a[] = {1,2,3};auto b[] = {456};//err}
  1. 为了避免与C++98中的auto发生混淆,C++11只保留了auto作为类型指示符的用法
  2. auto在实际中最常见的优势用法就是跟以后会讲到的C++11提供的新式for循环,还有lambda表达式等进行配合使用。

八、范围for(C++11)

8.1 范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组,可以按照以下方式进行:

void TestFor(){int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };//下标for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i) array[i] *= 2;//指针for (int* p = arr; p < arr + sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]); ++p) cout << *p << endl;}
  • 对于一个有范围的集合而言,由程序员来说明循环的范围是多余的,有时候还会容易犯错误
  • 因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ :”分为两部分:第一部分是范围内用于迭代的变量,第二部分则表示被迭代的范围。

范围for写法:

void TestFor(){int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for(auto& e : arr) e *= 2;for(auto e : arr) cout << e << " ";}
  • 简单理解:自动依次取数组中数据,赋值给e对象,自动判断结束

这种写法是不是更加简洁?所以范围for又称为语法糖(因为吃起来很甜~)

8.2 范围for的使用条件

  1. for循环迭代的范围必须是确定的
    对于数组而言,就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围;对于而言,应该提供begin和end的方法,begin和end就是for循环迭代的范围。

那么来看看这段代码:

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

分析:

  • 数组传参,本质传递的是指针,所以数组范围是不确定的
  • 所以范围for不要用在函数内遍历数组
  1. 迭代的对象要实现++和==的操作
    (关于迭代器这个问题,以后会讲,现在提一下,没办法讲清楚,现在大家了解一下就可以了)

九、nullptr(C++11)

在良好的C/C++编程习惯中,声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值,否则可能会出现不可预料的错误,比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下方式对其进行初始化:

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

NULL实际是一个宏,在传统的C头文件(stddef.h)中,可以看到如下代码:

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

可以看到,NULL可能被定义为字面常量0,或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,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;}

  • 程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数,但是由于NULL被定义成0,因此与程序的初衷相悖。
  • 在C++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void*)0。

所以,为了修复这个早期语法设计上的bug,C++11引进了nullptr关键字

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


注意

  1. 在使用nullptr表示指针空值时,不需要包含头文件,因为nullptr是C++11作为新关键字引入的。
  2. 在C++11中,sizeof(nullptr) 与 sizeof((void*)0)所占的字节数相同。
  3. 为了提高代码的健壮性,在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr

总结

本篇文章讲解了从C到C++跨越所需的基本语法知识,以及补充C语言的漏洞和背后的原理,是迈向C++的基础入门篇

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