C++对C的扩充

一、C++对C的扩充

1、用cout进行输出，cout必须和输出运算符<<一起使用。<<起插入作用，其结合方向是自左向右；用cin进行输入，输入流是指从输入设备向内存流动的数据流，标准输入流cin是从键盘向内存流动的数据流。>>从输入设备键盘取得数据送到输入流cin中，然后送到内存，>>常被称为提取运算符。

2、用const定义常量，在C语言中常用#define命令来定义符号常量，如

#define PI 3.1415926

在预编译时，会进行字符置换，把程序中所有的字符串PI全部置换为3.1415926。在预编译后，程序中不再有PI这个标识符。所以PI不是变量，它没有类型，也不占用内存单元，且容易出错。

而C++中可用const定义常量，如

const float PI = 3.1415926

这个PI有变量的属性，有数据类型，占用存储单元 ，有地址，可以用指针指向它，只是在程序运行期间此变量的值是固定的，不可改变。

3、在C++中，如果函数调用的位置在函数定义之前，则要求在函数调用之前必须对所调用的函数作函数原型声明，这样做的目的是使编译系统对函数调用的合法性进行严格检查，尽量保证程序的正确性。而原型声明的要求在C语言中并没有那么严格。

4、函数重载：允许一个运算符用于不同的场合时，有不同的含义，这是运算符重载（overloading）。在C++中，函数也可以重载。在C语言中，同一作用域（如同一文件模块中）中不能有同名的函数。而C++允许在同一作用域中用同一函数名定义多个函数，这些函数的参数个数和参数类型不相同，这些同名的函数用来实现不同的功能，这就是函数重载，即一个函数名多用。注意：重载函数的参数个数或类型必须至少有其中一个不同，函数返回值类型可以相同也可以不同。但是不允许参数和类型都相同而只有返回值类型不同，因为系统无法根据函数的调用形式上判断哪一个函数与之匹配。

5、函数模板：如果函数参数个数相同而类型不同，且函数体相同，那么就可以用上函数模板了。函数模板实际上是建立一个通用函数，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。在对程序进行编译时，编译系统会将实参的类型取代函数模板中的虚拟类型。函数模板的一般形式为

template<typename T>    或    template<class T>

6、有默认参数的函数：有时候在进行多次函数调用时，给形参传递的都是相同的实参值，但是其实没必要每次调用都传递这些值，为此C++提供了默认参值。如

float value(float t=1.68);

这样，t的默认值就是1.68了，如果不想取默认值，则可通过实参另外给出。如

value(8.8);

实参与形参的结合是从左至右的顺序进行的，所以指定默认值的参数必须放在形参表列中的最右端。

注意：一个函数不能既作为重载函数，又作为有默认参数的函数，因为当调用函数时如果少写一个参数，系统就无法判定是利用重载函数还是利用默认参数的函数，会出现二义性。

7、变量的引用：在C++中，变量的引用就是变量的别名，因此引用也可称为别名（alias）。建立引用的作用是为一个变量起另一个名字，以便在需要时可以方便、间接地引用该变量，这就是引用的由来。对一个变量的引用的所有操作，实际上都是对其所代表的（原来的）变量的操作。声明引用时必须同时为其初始化，即声明它代表哪个变量。在声明一个变量的引用后，在本函数执行期间，该引用一直与其代表的变量相联系，不能再作为其他变量的别名。声明引用例子如下

int a;

int &b = a;

这样，a和b代表的是同一个变量，它们代表相同的内存单元。

  C++之所以增加“引用”这个概念，主要是利用它作为函数参数，以扩充函数传递数据的功能。所以C++调用函数时有两种传递数据的方式，一种是常用的方法：将实参的值传递给形参，形参是实参的一个拷贝（形参和实参代表不同的内存单元），这种方式被称为传值方式调用（call by value）; 另一种方式是将实参的地址传递给引用型形参，这时形参与实参是同一个变量（形参和实参代表相同的内存单元），这种方式被称为引用方式调用（call by reference）。

  对于引用，要注意以下几点：

（1）不能建立void类型的引用，因为void的含义是无类型或空类型，void只是在语法上相当于一个类型而已，而任何实际存在的变量都是属于非void类型的。所以

void &a = 10;

这样的语句是错误的。

（2）不能建立引用的数组，因为数组名只代表数组首元素的地址，本身并不是一个占有存储空间的变量，所以

char name[10] = "lion";

char &rc[10] = name;

这样的写法是错误的。

（3）可以将变量的引用的地址赋给一个指针，此时指针指向的是原来的变量，如

int a = 10;

int &b = a;

int *p = &b;

这三句就相当于下面这句

int *p = &a;

但是不能定义指向引用类型的指针变量，即不能写成下面这种形式

int& *p = &a;

因为引用不是一种独立的数据类型，因此不能建立指向引用类型的指针变量。

（4）可以建立指针变量的引用，如

int a = 10;

int *p  = &a;

int* &pt = p;

这样pt就是一个指针变量的引用，这个指针变量指向整型变量，pt初始化为p

（5）可以用const对引用加以限定，不允许改变该引用的值，如

int a = 5;

const int &b = a;

b = 10; //试图修改引用a的值，错误

但是它并不阻止改变引用所代表的变量的值，如

a = 20; //合法

（6）可以用常量或表达式对引用进行初始化，但此时必须用const作声明，如

int a = 10;

const int &b = a + 3;

对于这两名，编译会这样处理：生成一个临时变量，用来存放该表达式的值 ，引用是该临时变量的别名，系统把 const int &b = a + 3;转换成

int temp = a + 3;

const int &b = temp;

临时变量是在系统内部使用的，用户是无法访问到的。

  用这种方法不仅可以表达式对引用进行初始化，还可以用不同类型的变量对之初始化（只在能赋值兼容的类型就行），如

double d = 3.14;

const int &a = d;

编译把const int &a = d; 转换成

int temp =d;

const int &a = temp;

此时a的值就变成3，而不是3.14了。如果对上面的声明引用不用const，则会发生错误。

double d = 3.14

int &a = d; //没有加const，错误

8、内联函数：函数调用是需要一定时间和系统开销的，如果有的函数需要频繁地调用，则累计开销会比较大，这样会降低程序的效率。为了解决这个问题，C++提供了一种高效的方法：即在编译时将所调用函数的代码嵌入到主函数中，这种嵌入到主函数中的函数称为内联函数（inline function ）。要把一个函数指定为内联函数，只需要在函数首行的左端加一个关键字inline即可。

  内联函数和用#define来实现的带参宏定义有些相似，但是不完全相同。宏定义是在编译前由预处理程序对其预处理的，它只作简单的字符置换而不作语法检查，往往容易出错。

如果一个函数有下面两个特点，可考虑把它作为内联函数：

（1）调用频繁，次数多；

（2）语句数量少。

如果一个函数有以下特点，则应该把它作为内联函数：

（1）函数体内有switch语句、循环控制语句；

（2）递归调用函数；

（3）内联函数不能进行异常接口声明。

9、作用域运算符（::）：每个变量都有其作用域，只能在变量的作用域内使用该变量，不能直接使用其他作用域中的变量。局部变量会屏蔽全局变量。C++中提供使用域运算符 ::，它能指定所需的作用域。如

#include<iostream>

using namespace sdt;

float pi = 3.14;

int main()

{

    float pi = 3.14159;

    cout << pi << endl; //输出局部变量pi的值

    cout << ::pi << endl; //输出全局变量pi的值

}

:: 运算符不能访问函数中的局部变量。

10、字符串变量：除了可以使用字符数组处理字符串外，C++还提供了一种更方便的方法，即用字符串类型（string类型）定义字符串变量。要想使用C++标准库中的string，就必须把string的头文件加进来，即加上

#include<string>

（1）实际上，string并不是C++语言本身具有的类型，它是在C++标准库中声明的一个字符串类，用这种类可以定义对象。

注意：字符串常量以“\0”作为结束，但将字符串常量存放到字符串变量中时，只存放字符串本身而不包括“\0”。所以对下面这两句

string name = "loon";

name[1] = 'i';

name中的字符串为“lion”（共四个字符），而不是“lion”再加上“\0”。

（2）字符串变量的运算：如果用字符数组存放字符串，那么字符串的运算要用字符串函数，如strcat（连接）、strcmp（比较）、strcpy（复制），而对于string类对象，可以不用这些函数，而直接用简单的运算符。如

<1> 用赋值运算实现字符串复制：

string 1 = string2;

这句的作用与strcpy(string1, string2);相同。

<2>用加法运算符实现字符串连接

string string1 = "I love ";

string string2 = "lion";

string1 = string1 + string2;

连接后string1为“I love lion”

<3>用关系运算符实现字符串比较

可以直接 用==、>、<、!=、>=、<=等关系运算符来进行字符串的比较。

11、动态分配/撤销内存的运算符new和delete：C++为了分配和撤销内存的方便，引入了new和delete来取代C语言中的malloc和free函数，但是仍兼容这两个函数。

使用new运算符的一般格式为：

new 类型 [初值];

用new分配数组空间时不能指定初值

使用delete运算符的一般格式为：

delete [] 指针变量

new和delete是运算符，不是函数，因此执行效率高。