浅析「namespace/重载/引用」

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大一第一次接触C++时，不理解 using namespace std;
故整理 C++ 中的「namespace/重载/引用」的概念如下

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//命名空间问题
using namespace std;//使用标准库命名空间

//函数重载
int add(int i, int j);
int add(int i, int j, int k);//对add函数重载

//指针&引用
int add(int* i ,int* j);//指针
int add(int &i ,int &k);//引用

1. 如何理解命名空间

  • 为什么要设计命名空间

    • 大型工程多开发者时会出现命名冲突：
      大型工程常由多个开发者共同编写，在主程序include多个头文件时，多个头文件可能包含名字相同的变量，此时这一组变量处于同一个作用域，产生了命名冲突。

    • 用户自定义的变量名与用户使用的标准库中的名字冲突：如程序员定义函数cout,cout非语言标识符，但在include时，会与标准库命名冲突。

  • 解决方案：引入命名空间，常见用法：

    • using namespace std;

      使用标准库命名空间，此时所有std中出现的命名（如cout）全部指向std中的定义。

    • using std::cout;

      使用std中的cout，其它同上

    • 在以下条件下：

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      namespace name1
      {
          int age=18;
      }
      namespace name2
      {
          int age=21;
      }

      我们可以同时

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      cout<<name1::age<<endl;
      cout<<name1::age<<endl;

      此外，我们可以同时使用using namespace std& using std::cout，再对部分变量指定命名空间

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      //在上述代码基础上
      using namespace name1;
      cout<<age<<endl;//18
      cout<<name1::age<<endl;//18
      cout<<name2::age<<endl;//21

2. 重载（C++为什么支持重载？）

  • 使用方法：

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    int add(int i, int j)
    {
        return i+j;
    }
        int add(int i, int j, int k)//对add函数重载
    {
        return i+j+k;
    }
在主程序中我们可以


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int i, j, k;
i=j=k=1;
cout<<add(i,j)<<endl;//2
cout<<add(i,j,k)<<endl;//3


对从C语言过来的人来说，这种方法简直不可思议。事实上形参不同时，C++允许同名函数的出现。

  • 为什么C不可以？

    • （知识回顾，可跳过） 易知，从码完代码到运行，编译器需要进行
      • 预处理（包含头文件、注释的删除、标识符与宏的替换）
      • 编译（语法、语义、符号的分析，并对符号进行汇总）
      • 汇编（生成符号表，同时汇编生成二进制代码）
      • 链接（符号表合并、重定位、合并段表）

    • c++对函数名的存储通过添加形参类型的后缀实现对同名函数的区分（重载）

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      int add(int i, int j);//存储为_add_int_int
      int add(int i, int j, int k);//存储为_add_int_int_int
由于C未对函数名的存储作区分，因此C不能出现同名函数。

3. 引用的简析

指针和引用(概念、使用方法、做参数、做返回值的作用，指针和引用的区别)

  • 概念&使用方法：

    我们知道，形参是实参的拷贝，因此在C语言为了改变实参的值我们常使用指针的形式传递参数

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    int add(int* i ,int* j);//指针

    C++引入新的语法：引用

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    int add(int &i ,int &k);//引用

有别于指针的是：

  • 指针变量存储原变量的地址
  • 引用是创建原变量的别名，此过程中不创建一个特殊变量去存储地址

引用的出现，可以替代部分原指针的使用，使程序更安全（指针危险）、效率高（减小内存开销），更能解决部分原来指针无法解决的问题，如拷贝构造函数

  • 引用解决的问题实例：
    对如下代码
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class time
{
    time(time t)//目标为实现一个“拷贝构造函数”
    {
        ······
    }
}//但事实上形参t的创建又会触发“拷贝构造函数”，最终无限循环，使用引用可解决此问题。

有

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class time
{
    time(time &t)//目标为实现一个“拷贝构造函数”//t只是一个别名，不会创建新的对象
     {
        ······
     }
}