C++入门到理解阶段二核心篇(1)——c++面向对象概述、内存分析、引用

1.c++内存分区模型

c++程序在运行的过程中，内存会被划分为以下四个分区

代码区：程序的所有程序的二进制代码，包括注释会被放到此区

全局区：存放静态变量、全局变量、常量（字符串常量和const修饰的常量），此区的数据将在程序结束后由操作系统释放

using namespace std;
//不在任何函数内的变量是全局变量
int a = 10;
int b = 23;

int main() {
	//在某个函数内的变量
	int c = 12;
	cout << (int)&a << endl;
	cout << (int)&b << endl;
	cout << (int)&c << endl;

}

栈区：用于存放局部变量、函数参数等，是由编译器自动释放和分配,所以不能让栈区返回一个地址，

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int* f() {
	int a = 10;
	return &a;//栈区不要返回地址。局部变量是由编译器自动释放和分配
}
int main() {

	int* p = f();
	cout << *p;//10 第一次编译器会做保留
	cout << *p;//不会打印10
}

堆区：存储对象（使用new操作符，后面会介绍）由程序员分配释放，若我们不释放，程序结束由操作系统释放

c++中通过new关键字将数据开辟到堆区

#include <iostream>
using namespace std;
int* f() {
	/*
	*1.指针本身也是局部变量，存放在栈长中，但是保存的数据在堆中
	2.new关键字开辟一块堆区，返回的是该数据类型的指针
	*/
	int *a = new int(10);
	return a;
}
int main() {
	int* p = f();
	cout << *p;//10
	cout << *p;//10
	//3.堆区的数据程，序员可以通过该delete释放
	delete p;
	//cout << *p;异常
}

如果是new一个数组

//new一个数组
int* arr = new int[10];
//释放一个数组
delete[] arr;

注意

代码区和全局区是程序编译成exe可执行文件的时候就已经有了，但是栈区和堆区是程序exe文件执行后产生的

2.为什么划分内存（内存划分意义）

将不同的数据放在不同的区域，赋予不同的生命周期，提高编程灵活程度

3.引用

使用引用给一个变量起别名

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	int a = 10;
	/*1.定义引用的格式  数据类型 &别名=原名
	*2.引用必需要初始化
	*3.引用初始化后，不可更改
	*/
	int& b = a;
	cout << b;//10
}

前面文章中的地址传递会修改实参，值传递不会修改实参，引用作为函数参数会修改实参，简化使用指针修改实参的复杂过程

#include <iostream>
using namespace std;
void swap(int &a,int &b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
int main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	swap(a,b);
	cout << a;//20
	cout << b;//10
}

局部变量不能作为函数的返回值返回

#include <iostream>
using namespace std;
int& f() {
	int a = 10;//栈区中的局部变量在函数执行完后释放
	return a;
}
int main() {
	int &a = f();
	cout << a;//10 编译器保留
	cout << a;//不在是10
}

如果是局部静态变量，可以返回

#include <iostream>
using namespace std;
int& f() {
	static int a = 10;//栈区中的局部变量在函数执行完后释放
	return a;
}
int main() {
	int &a = f();
	cout << a;//10
	cout << a;//10
}

#include <iostream>
using namespace std;
int& f() {
	static int a = 10;//栈区中的局部变量在函数执行完后释放
	return a;
}
int main() {
	int &a = f();
	cout << a;//10
	cout << a;//10
	f() = 100;//如果函数的返回是一个引用，可以作为左值
	cout << a;//100
	cout << a;//100
}

引用本质是指针常量

int main() {
	int a = 1;
	//内部发现是引用，自动转成指针常量 int * const b=&a;
	int& b = a;
	b = 2;//内部发现是引用，自动转成*b=20;
	cout << a;//2
	cout << b;//2
}

常量引用

#include <iostream>
using namespace std;
//使用const修改函数形参，防止误操作
void f(const int& a) {
	//a = 100;不允许修改
}
int main() {
	int& b = 1;//引用本身需要一个合法内存空间，所以这行代码有误
	int a = 10;
	f(a);
}

4.函数相关

前面c++基础系列有关函数知识有所描述，这里补充一些函数高级知识

1.c++中函数可以有默认值

#include <iostream>
using namespace std;
//1.c++中函数可以有默认值，并且某个位置有了默认值，那么从这个位置开始左到右都的有默认值
int f(int a, int b = 10,int c=20) {
	return a + b + c;
}
int main() {
	int a = 10;
	//2.如果函数有默认值，当我们传值使用传递的值，不传值使用默认的
	cout<<f(a);//40
	cout << f(a, 20);//50
}
//3.声明和实现只能有一个有默认参数
int f1(int a, int b = 10);
int f1(int a, int b) {
	return a + b;
}

2.c++函数中可以有占位参数用来占位，调用函数必需填补该位置

#include <iostream>
using namespace std;

//1.只写一个数据类型就是占位
void f(int a,int) {
	cout << "test";
}
//2.占位参数可以有默认值
void f1(int a, int=10) {
	cout << "test";
}
int main() {
	int a = 10;
	f(a, 10);//占位参必须填补
}

3.函数重载

定义：同一个作用域下，两个函数参数类型不同或者参数顺序不同或者个数不同。此时这两个函数名字可以相同。提高复用性

#include <iostream>
using namespace std;

void f(int a,int b) {
	cout << "test";
}

void f(int a) {
	cout << "test";
}
int main() {
	int a = 10;
	f(a, 10);
}

注意：函数返回值不能作为函数重载的条件

4.引用也可作为函数重载条件

#include <iostream>
using namespace std;

void f(int &a) {//int &a=10;不合法
	cout << "test";
}

void f(const int &a) {//const int &a=10;合法
	cout << "test111";
}
int main() {
	int a = 10;
	f(a);//test
	f(10);//test111
}

5.函数重载遇到默认参数需要注意

void f(int a,int b=10) {//int &a=10;不合法
	cout << "test";
}

void f(int a) {//const int &a=10;合法
	cout << "test111";
}
int main() {
	int a = 10;
	f(a);//报错，出现二义性
}