一、命名空间 namespace

1. 概念

命名空间用于定义新作用域，空间内所有成员都隶属于该命名空间，解决 C 语言全局命名冲突问题。
语法：namespace 空间名 { 成员; }；{}内为命名空间成员。

  • 支持嵌套定义；
  • 同一工程允许存在多个同名命名空间，编译器会自动合并为同一个命名空间。

2. 三种使用方式

  1. 空间名：：成员名（全限定，推荐，无命名污染）
std::string("hello");
  1. using 命名空间::成员：单独引入某个成员，如using std::string;
  2. using namespace 命名空间;：一次性引入空间所有成员，简单但容易引发命名冲突。

二、C++ 标准输入输出

C++ 标准库 IO 对象都位于std命名空间：

  • std::cin：标准输入
  • std::cout：标准输出
  • std::cerr：标准错误输出

三、函数缺省参数（默认参数）

1. 概念

声明 / 定义函数时，给形参指定默认值；调用函数不传实参时，自动使用默认值。

2. 分类

  • 全缺省参数：所有形参都设置默认值
  • 半缺省参数：部分形参设置默认值

3. 强制规则（重点）

  1. 半缺省必须从右往左连续给默认值，不能间隔设置；
  2. 默认参数不能在声明和定义中同时给出，二选一（一般写在函数声明头文件）；
  3. 默认值只能是常量 / 全局变量。

四、函数重载 & extern "C"

1. 函数重载

同一作用域下，函数名相同、形参列表不同（个数 / 类型 / 顺序），构成函数重载；
仅返回值不同，无法构成重载。

原理：C++ 支持重载依靠名字修饰 (name mangling)，编译器根据形参信息修改函数符号名；C 语言不支持名字修饰，所以 C 语言没有重载。

2. extern "C"

作用：指定代码按照C 语言编译规则处理，关闭 C++ 名字修饰。
用法两种形式：

// 1. 修饰单个函数
extern "C" void func();

// 2. 代码块批量修饰
extern "C" {
    void func1();
    void func2();
}

注意：被extern "C"修饰的函数不能重载。

常见场景：C++ 代码调用 C 库、C 代码调用 C++ 编写的接口。

五、引用 reference

1. 概念

引用不是新变量，是已有变量的别名；编译器不为引用开辟独立内存，和原变量共享同一块空间。
语法：类型& 别名 = 原变量;

2. 核心特性

  1. 定义时必须初始化；
  2. 一个变量可以拥有多个引用；
  3. 引用一旦绑定某个实体，无法再绑定其他实体；
  4. const修饰变量，只能用const引用接收。

3. 典型使用场景

  • 做函数参数：减少拷贝，可实现输出型参数
  • 做函数返回值（注意：不能返回局部变量引用！局部变量销毁后引用失效）

六、引用 vs 指针

  1. 初始化：引用定义必须初始化；指针无强制要求；
  2. 重定向：引用绑定实体后不能更改指向；指针可以随时指向同类型其他变量；
  3. 空值：不存在 NULL 引用；存在 NULL 指针；
  4. sizeof结果：
    • sizeof(引用)：得到原变量大小；
    • sizeof(指针)：固定是地址长度（32 位 4 字节 / 64 位 8 字节）；
  5. 自增运算：ref++等价原变量+1；ptr++代表指针向后偏移一个类型长度；
  6. 多级：支持多级指针；不存在多级引用；
  7. 访问实体：指针需要手动*解引用；引用编译器自动处理；
  8. 安全性：引用相对指针更安全，减少野指针风险。

七、内联函数 inline

1. 概念

被inline修饰的函数为内联函数。编译阶段，编译器直接把函数代码展开到调用位置，消除函数调用栈帧压栈 / 出栈开销，提升运行效率。

2. 特性

  1. inline只是给编译器的建议，编译器自主优化；函数体内存在递归、循环时，编译器大概率忽略 inline；
  2. 声明和定义不能分离！分离会导致链接错误；头文件写 inline 函数，实现直接放头文件；

原因：展开需要看到完整函数体，分离后链接阶段找不到函数代码。

3. 适用场景

适合：代码简短、频繁调用的小函数
不适合：代码长、带有递归 / 循环的函数（代码展开会造成代码膨胀）