C++核心编程（一）

本文主要是介绍C++核心编程（一），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

1. 内存分区模型

1.1 c++程序在执行时，将内存大方向划分为4个区域

• 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
• 全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
• 栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等
• 堆区：由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

1.2 程序运行前

在程序编译后，生成了exe可执行程序，未执行该程序前分为两个区域

代码区:

• 存放CPU执行的机器指令
• 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可
• 代码区是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

全局区:

• 全局变量和静态变量存放
• 全局区还包含了常量区，字符串常量和其他常量也存放在此
• 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

//全局变量
int g_a =10;
int g_b = 10;

//全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;
int main(){
//局部变量
int a= 10;
int b = 10;

cout<<"局部变量a的地址"<< (int)&a <<endl;
cout<<"局部变量b的地址"<< (int)&b <<endl;
cout<<"全局变量g_a的地址"<< (int)&g_a <<endl;
cout<<"全局变量g_b的地址"<< (int)&g_b <<endl;
//全局变量和局部变量存放的区域是不同的

//静态变量
static int s_a = 10;
static int s_b = 10;
cout<<"静态变量s_a的地址"<< (int)&s_a <<endl;
cout<<"静态变量s_b的地址"<< (int)&s_b <<endl;
//全局变量和静态变量存放区域相同

//常量
//字符串常量
cout << "字符串常量的地址" << (int)&"Hello world"<<endl;

//const修饰的全局常量和局部常量
cout<<"全局常量c_g_a的地址"<< (int)&c_g_a <<endl;
cout<<"全局常量c_g_b的地址"<< (int)&c_g_b <<endl;
const int c_a = 10;
const int c_b = 10;
cout<<"局部常量c_a的地址"<< (int)&c_a <<endl;
cout<<"局部常量c_b的地址"<< (int)&c_b <<endl;

//全局变量，静态变量，字符串常量，全局常量 	放在全局区
//局部变量和局部常量	不在全局区（栈区）

system("pause");
return 0;
}

1.3 程序运行后

栈区：
由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等
注意事项：不要返回局部变量的地址，战区开辟的数据由编译器自动释放

int* func()
{
	int a = 10;//局部变量 存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放
	return &a;
}

int main()
{
	int *p = func();
	cout << *p <<endl;//第一次可以打印正确的数字，是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl;//第二次这个数据就不再保留

	system("pause");
	return 0;
}

堆区：
由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收，在c++中主要利用new在堆区开辟空间

int *func()
{
	int * p = new int(10); //用指针存储在堆区创建的地址
	return p;
}

int main()
{
	int *p = func();
	cout<< *p <<endl;
	cout<< *p <<endl;

	system("pause");
	return 0;
}

1.4 new操作符

• c++中利用new操作符在堆区开辟数据
• 堆区开辟的数据由程序员手动开辟，手动释放，利用操作符delete
• 语法：new 数据类型
• 利用new创建的数据会返回该数据对应的类型的指针

int * func()
{
	//在堆区创建整型数据
	//new返回是 该数据类型的指针
	int *p = new int(10);
	return p;
}

void test01()
{
	int *p = func();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	//堆区的数据由程序员开辟和释放
	delete p;
	cout << *p <<endl; //发生错误（内存已释放）
}

void test02()
{
	//创建整型数组，在堆区
	int * arr = new int[10];

	for(int i = 0; i < 10 ; i++)
	{
		arr[i] = i+100;
	}
	
		for(int i = 0; i < 10 ; i++)
	{
		cout << arr[i]<<endl;
	}
	//释放数组的时候需要加[]
	delete[] arr;
}

int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

2. 引用

2.1 引用的基本使用

作用：给变量其别名
语法：数据类型 &别名 = 原名;

int a = 10;
int &b = a;
b = 20 ;	//此时a也变为20，因为a，b都是指向同一块内存

2.2 引用注意事项

• 引用必须初始化
• 引用在初始化后，不可以改变

int a = 10;	
int &b = a;	// 引用后面必须有=
int c = 12;
b = c; //这是赋值，不是更改别名，此时abc都为12

2.3 引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参
优点：可以简化指针修改实参

//值传递
void swap01(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b =temp;
}
//地址传递
void swap02(int *a ,int *b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
//引用传递
void swap03(int &a , int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b =temp;
}

int main()
{
	int a= 10;
	int b = 20;
	
	swap01(a,b);
	cout <<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
	cout << "------------------------"<<endl;
	swap02(&a,&b);
	cout <<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
	cout << "------------------------"<<endl;
	swap03(a,b);
	cout <<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

总结：通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的

2.4 引用做函数的返回值

注意：不要返回局部变量引用
函数的调用可以作为左值

int& test01()
{
	int a = 10;
	return a;
}
int& test02()
{
	static int a = 10;	//静态变量
	return a;
}

int main()
{
	int &ref = test01();
	cout << "ref = " << ref <<endl;//第一次编译器会保留
	cout << "ref = " << ref <<endl;//第二次不保留
	
	int &ref2 = test02();	
	cout << "ref2 = " << ref2 <<endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 <<endl;
	test02() = 1000; //函数的调用可以作为左值（前提是函数的返回值是引用）
	cout << "ref2 = " << ref2 <<endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 <<endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

2.5 引用的本质

实质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量

int a = 10;
int & ref = a; //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
ref = 20; //内部发现ref是引用，自动转换为: *ref = 20;

2.6 常量引用

作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作
在函数形参列表中，可以加const修饰形参，防止形参改变实参

void showValue(const int &val)
{
	val = 1000;//加了const，报错，不可修改
	cout << "Val = " << val <<endl;
}
int main()
{
	//int a= 10;
	//int &ref = a;
	// int &ref = 10; 报错， 引用必须引一块合法的内存空间
	// const int & ref = 10;  不报错，加上const之后，编译器将代码修改 int temp = 10; const int &ref = temp;  ref 不可修改
	

	int a = 100;
	showValue(a);

	system("pause");
	return 0;
}

3. 函数

3.1 函数的默认参数

在C++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的
语法：返回值类型 函数名 (参数 = 默认值) {}

int func(int a , int b = 20 , int c = 30)
{
	return a+b+c;
}//如果我们传入了数据，就用自己的数据，如果没有，就用默认值

//注意事项
//1、如果某个位置已经有了默认参数，那么从这个位置往后，都必须有默认值
//2、如果函数的声明有了默认参数，函数的实现就不能有默认参数
/*
	int func1(int a = 10, int b = 20);
	int func1(int a = 10, int b = 20)	//错误，声明有了默认值，实现不可以有默认值
	{	
		return a+b;
	}
*/
int main()
{
	cout << func(10) <<endl;	// =60
	cout << func(10 , 30) <<endl;	// =70
	system("pause");
	return 0;
}

3.1 函数占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数，用来做占位，调用函数时必须填补该位置
语法：返回值类型 函数名 (数据类型){}

void func(int a , int)	
{
	cout << "this is func"<<endl;
}
void func1(int a , int = 10)	//占位参数可以有默认值
{
	cout << "this is func"<<endl;
}

int main()
{
	func(10 , 20);
	func1(10);
	system("pause");
	return 0;
}

3.3 *函数重载

作用：函数名可以相同，提高复用性
满足条件：

• 同一个作用域下
• 函数名相同
• 函数参数类型不同或者个数不同或者顺序不同

注意：函数的返回值不可以作为函数重载的条件

void func()
{
	cout << "func 的调用" <<endl;
}
void func(int a)
{
	cout << "func(int a) 的调用" << endl;
}
void func(double a)
{
	cout << "func (double a)的调用" <<endl;
}
void func(int a, double b)
{
	cout << "func (int a, double b)的调用" <<endl;	
}
void func(double a, int b)
{
	cout << "func (double a, int b)的调用" <<endl;	
}
int main()
{
	func();
	func(10);
	func(3.14);
	func(10, 3.14);
	func(3.14, 10);
	system("pause");
	return 0;
}

注意事项

• 引用作为重载条件
• 函数重载碰到函数默认参数

void func(int &a)
{
	cout << "func (int &a)调用" << endl;
}
void func(const int &a)
{
	cout << "func (const int &a)调用" << endl;
} // const int  和 int 类型不同

//当函数重载碰到默认参数，出现二义性，报错，尽量避免这种情况（传两个值可以，但传一个参数就会有二义性）
void func1(int a , int b =10)
{
	cout << "func1 (int a , int b =10)调用" << endl;	
}
void func1(int a)
{
	cout << "func1 (int a)调用" << endl;	
}

int main()
{
	int a = 10;
	func(a);//调用func (int &a) 
	func(10); //调用func (const int &a)
	system("pause");
	return 0;
}

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