C++：C++入门基础

创作不易，感谢三连！！

一、什么是C++

C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代，计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。

二、C++的领域

1. 操作系统以及大型系统软件开发
所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。
2. 服务器端开发
后台开发：主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。
3. 游戏开发
PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性高，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网络等。
4. 嵌入式和物联网领域
嵌入式：就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部，能够控制这些装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。

谈到嵌入式开发，大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动层面以及应用、中间件层面的开发。

常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程师、固件开发工程师等。

知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海信、格力等传统家电行业。

随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。
5. 数字图像处理
数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop就是C++写的。
6. 人工智能
一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。
7. 分布式应用
近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。除了上述领域外，在：科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景，作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值。

三、C++学习层次

以下引用自2010年8月号《程序员》刊登的拙文《C++强大背后》最后一段：
C++缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。许多人说学习C语言只需一本K&R《C程序设计语言》即可，但C++书籍却是多不胜数。我是从C进入C++，皆是靠阅读自学。在此分享一点学习心得。个人认为，学习C++可分为4个层次：

第一个层次，C++基础 (平平常常)
挑选一本入门书籍，如《C++ Primer》、《C++大学教程》或Stroustrup撰写的经典《C++程序设计语言》或他一年半前的新作《C++程序设计原理与实践》，而一般C++课程也止于此，另外《C++ 标准程序库》及《The C++ Standard Library Extensions》可供参考;
第二个层次，正确高效的使用C++ (驾轻就熟)
此层次开始必须自修，阅读过《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、《Effective STL》及《C++编程规范》等，才适宜踏入专业C++开发之路;
第三个层次，深入解读C++ (出神入化)
关于全局问题可读《深入探索C++对象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思录》、《STL源码剖析》，要挑战智商，可看关于模版及模版元编程的书籍如《C++Templates》、《C++设计新思维》、《C++模版元编程》;
第四个层次，研究C++ (返璞归真)
阅读《C++语言的设计和演化》、《编程的本质》(含STL设计背后的数学根基)、C++标准文件《ISO/IEC 14882:2003》、C++标准委员会的提案书和报告书、关于C++的学术文献。由于我主要是应用C++，大约只停留于第二、三个层次。然而，C++只是软件开发的一环而已，单凭语言并不能应付业务和工程上的问题。建议读者不要强求几年内“彻底学会C++的知识”，到达第二层左右便从工作实战中汲取经验，有兴趣才慢慢继续学习更高层次的知识。虽然学习C++有难度，但也是相当有趣且有满足感的。

四、C++关键字

C++总计63个关键字，C语言32个关键字

后面慢慢学吧，感觉一下子也学不会……

五、命名空间

在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的

5.1 命名空间的定义

我们来观察这个代码，为什么会出现这样的情况呢？因为stdlib.h的头文件里包含了一个rand函数，这时候我们创建一个rand的变量就会出现重定义。你可能会觉得，我定义的变量跟库冲突了，那我妥协一下换个名字不就行了？？？但是有些时候你不一定是和库冲突，而是和其他人冲突

首先设想一个场景，这是一个非常大的工程，被团队分割成了每个人各自去完成一个小任务，假设你的一个变量设置成了max，而你的另一个同时也把一个变量设成了max，然后你们都用这个变量写了几万行代码了，项目合并在一起才发现你们的变量重定义了，这个时候谁都不愿意改，因为改的那个人得改上万行代码！！那怎么办呢？总得有人要妥协，说不定得干一架！！

我们的c++祖师爷本贾尼博士正是发现了c语言的这个缺陷，引入了命名空间这个概念，将命名空间包括的区域变成了一块新的域，避免了不同程序员的变量或者是函数名冲突的问题！！

定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员。

回到刚刚那个场景，为了不出现这种问题，我们将自己所写的代码都放在了自己的命名空间里

1、命名空间中可以定义函数、变量、类型

还有一种情况，如果我们两个的命名空间名字是一样的！！又无法区分开了，还有一种方法

2、命名空间其实还可以嵌套使用

5.2 命名空间的使用

回到刚刚的场景，我们将我们两个的max都放在了自己的命名空间，避免的冲突，那该如何去使用呢？？

命名空间的使用有三种方式：

1、指定命名空间访问

作用域限制符的作用其实就是限定这个变量的查找范围，比如：

上图中，局部有个max，全局有个max，cyx和ss的命名空间也分别有个max。

（1）根据局部优先的原则，会先在局部找，所以打印10，

（2）如果我想打印全局变量的max，就给他加上：：作用域限定符，当：：前面是空的时候，默认是优先在全局找max

（3）如果我们想在命名空间里面找max，就在：：前面加上相应的命名空间，就可以了

2、使用using将命名空间中某个成员引入（部分展开）

有些时候，我们如果对一个命名空间里的变量使用频繁，每次都要写一个名字和一个作用域限定符，太麻烦了，所以我们可以将命名空间经常用的一个变量把它的搞到全局来，这样就方便很多了，使用方法如下：

3、使用using namespace 命名空间名称引入（全局展开）——不推荐
还有一种情况就是，我们可以直接将命名空间在全局展开，这样就不用每次都加个作用域限定符去访问了！！使用方法如下

六、C++输入&输出

在c语言中，我们输入输出会用到scanf和printf，而且还得用到占位符，比较麻烦，我们的祖师爷为了方便我们使用，设置了cout和cin来进行输入输出

其实std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中

6.1 使用说明

1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。

2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在<iostream>头文件中。
3. <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型。
5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识

6.2 注意事项

1、早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用<iostream>+std的方式。

2、关于cout和cin还有很多更复杂的用法，比如控制浮点数输出精度，控制整形输出进制格式等等。这些又用得不是很多，而且c++兼容c的语法，所以我们如果需要控制格式，可以用printf和scanf就行！！

C语言：基础知识-CSDN博客博主这篇文章里有printf和scanf的详细应用

6.3 std命名空间的使用惯例

1. 在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
2. using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对象函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现（因为代码不多，如果我们和库冲突了可以妥协一下），但是项目开发中代码较多、规模大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 +using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

七、缺省参数

7.1 缺省参数的概念

缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参

怎么理解呢，就感觉这个缺省值0就想是a的舔狗（备胎）一样，如果有人来找a，他会毫不犹豫地把0给甩掉，如果没人来找a，就会凑合和0在一起。

接下来举一个应用场景：

如上，func函数是专门用来开辟空间的函数，如果我们已经知道我们要开多大的空间，可以直接传n进去，如果我们不知道我们用多大的空间，就啥也不传，用默认值0，等到时候再根据需求扩容

7.2 缺省参数的分类

7.2.1 全缺省参数

要注意的是：使用缺省值，必须从右往左使用！！不能跳着使用！！

7.2.2 半缺省参数

要注意的是：因为使用的时候是从右往左使用的，所以半缺省参数也必须从右往左给！！！

7.3 注意事项

1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给，使用也是从右往左连续使用
2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

//a.hvoid Func(int a = 10);// a.cppvoid Func(int a = 20){}// 注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该//用那个缺省值。

主要是担心两边给的缺省值不一样（编译器会不知道用哪个），所以一般我们在头文件里用缺省值，而定义里面不用，在头文件定义利用用，因为头文件一般比较小，方便修改

//a.hvoid Func(int a = 10);// a.cppvoid Func(int a){}

3. 缺省值必须是常量或者全局变量
4. C语言不支持（编译器不支持）

八、函数重载

自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重
载了。比如方便这个词，有些时候表示的是上洗手间的意思，有时候表示的是有时间的意思。

8.1 函数重载的概念

在c语言中，不支持函数同名，即每个函数名都只能被定义一次，这就在某些情况会造成困扰，比如Add函数，我们设置的时候想让他计算int类型，但是如果我们想再设置一个这样的函数计算double类型，就不能直接用Add这个名字，而是还得写成Addd，如果想计算float，得写成Addf，这其实是不利于理解的，我们的祖师爷本贾尼博士为了解决这种情况，让c++支持函数重载的功能。

函数重载：是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表(参数个数或类型或类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型
不同的问题。

// 1、参数类型不同int Add(int left, int right){cout << "int Add(int left, int right)" << endl;return left + right;}double Add(double left, double right){cout << "double Add(double left, double right)" << endl;return left + right;}// 2、参数个数不同void f(){cout << "f()" << endl;}void f(int a){cout << "f(int a)" << endl;}// 3、参数类型顺序不同void f(int a, char b){cout << "f(int a,char b)" << endl;}void f(char b, int a){cout << "f(char b, int a)" << endl;}int main(){Add(10, 20);Add(10.1, 20.2);f();f(10);f(10, 'a');f('a', 10);return 0;}

8.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)

为什么c++支持函数重载，而c不支持呢？c++在寻找同名函数的时候又是如何区分的呢？？

观察上图，在C语言中，我们寻找Add函数是直接通过函数名查找的，而C++中找这个函数名的时候还增加了很多符号对名字进行修饰，根据这些修饰可以有效地区分同名函数，这个就是C++中的名字修饰规则！

但是c++只是规定了命名规则，但是具体还是要通过编译厂商去实现的，所以每个编译器都有自己的函数名修饰规则。

由于Windows下vs的修饰规则过于复杂，而Linux下g++的修饰规则简单易懂，下面我们使
用了g++演示了这个修饰后的名字。

g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】

也就是说在c++中，我们将参数的信息添加到函数名中，参数不同，修饰出来的名字就不同，所以参数个数或类型或类型顺序 不同的情况下编译器是可以区分的！！

通过这里就理解了C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修
饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。

windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂
C/C++ 函数调用约定___declspec(dllexport) void test2();-CSDN博客

思考：如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是可以构成重载吗？

肯定是不行的啊！！因为函数调用的时候是不会写返回类型的！！所以编译器无法区分！！函数名修饰规则是在函数调用的时候体现的！！

九、引用

在有些场景下，指针传递会非常不方便，所以祖师爷本贾尼博士增加了引用这个概念

9.1 引用概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空
间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。
比如：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

我们会发现，这里相当于给a取了一个别名r，他们指向的都是同一块空间，所以改变a也是改变r

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

9.2 引用特性

1. 引用在定义时必须初始化

因为引用是给一个变量起别名，如果没有起别名的标准（初始化），就会出问题

int a = 10;// int& ra; // 该条语句编译时会出错int& ra = a;//这样才是对的

2. 一个变量可以有多个引用

也就是一个变量我们可以给他起多个别名

3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

就是只能给一个变量当别名，不能给多个变量当别名

9.3 常引用

指针和引用，赋值/初始化权限可以缩小或者平移，但是不能放大

9.4 使用场景

1. 做参数

2.做返回值

引用返回有两个优点：

1、可以减少拷贝

这个我们可以通过上图去理解

2、调用者可以返回修改对象

#define N 10typedef struct Array{int a[N];int size;}AY;int& PosAt(AY& ay, int i){return ay.a[i];}int main(){AY ay;for (int i = 0; i < N; ++i){PosAt(ay, i) = i * 10;}for (int i = 0; i < N; ++i){cout << PosAt(ay, i) << " ";}cout << endl;}

我们直接在调用函数的同时把返回值给修改了！！

注意事项：我们观察上面两个例子，会发现一个特点，就是他们的传引用返回的变量的生命周期都是整个程序，所以在出函数栈帧后这些变量都没有被销毁，那如果传引用返回的是局部变量呢？？但是局部变量是一出栈帧就会被销毁的，这样会发生什么事情呢？？我们来看看代码——

我们再看看这个代码

你可能会很奇怪：为什么第一个局部变量被销毁返回的是随机值，第二个局部变量被销毁却成功返回0？

这说明了一个问题如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(还没还给系统)，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。如果强行用传引用返回，那么结果是未定义的！！

9.5 传值和传引用的效率

#include <time.h>struct A { int a[10000]; };void TestFunc1(A a) {}void TestFunc2(A& a) {}void TestRefAndValue(){A a;// 以值作为函数参数size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc1(a);size_t end1 = clock();// 以引用作为函数参数size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc2(a);size_t end2 = clock();// 分别计算两个函数运行结束后的时间cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;}int main(){TestRefAndValue();}

传引用用了不到1毫秒，而传值用了7毫秒

通过上述代码的比较，发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大。

9.6 引用和指针的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。
而指针是有自己的独立空间的，只不过他存放的是实体对应的地址

但引用的底层实际上也是用指针去实现的

注意： 引用只能完成指针较为简单的部分，但是不能替代指针！！
1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
2. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
3. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
4. 没有NULL引用，但有NULL指针
5. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
6. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

7. 有多级指针，但是没有多级引用
8. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理（编译器在底层帮我们创建指针）
9. 引用比指针使用起来相对更安全（因为引用必须初始化，而指针不用，没有空引用，但是有空指针）
10.在有些需要用二级指针的场景，较难理解，用引用就可以简化一点

十、内联函数

为什么要有内联函数呢？？原因是c++认为宏难以把握！

宏缺点：

1、不能调试（预处理阶段宏就被处理了）

2、没有类型安全的检查

3、有些场景下非常复杂,容易出错，不容易掌握

不同的写法都可能会造成运算的顺序不符合我们的预期

所以c++推荐：

const和enum替代宏常量

inline去替代宏函数

10.1 概念

以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。

注意：在release模式下才能观察到，因为在debug条件下编译器默认不会对代码进行优化，所以不会展开

10.2 特性

1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，

缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率
这里的空间值的是编译出来的可执行程序——

2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。

下图为《C++prime》第五版关于inline的建议：

也就是说，不同编译器对内联函数做出了限制，如果太长，他就不会展开，而是改成调用这个函数

3、inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。
也就是说，加了inline的函数会让编译器认为这并不是一个函数，所以不会被存到函数调用符号表里，因此不能将声明和定义分离！！正确的方法是将inline的声明和定义都放在头文件里！这样子在预处理的时候该定义就会被放到执行文件里

10.3 面试题

【面试题】
宏的优缺点？
优点：
1.增强代码的复用性。
2.提高性能。
缺点：
1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）
2.导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。
3.没有类型安全的检查。
C++有哪些技术替代宏？
1. 常量定义换用const enum
2. 短小函数定义换用内联函数

十一、auto关键字

为什么会有auto函数呢？原因是随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂

11.1 类型别名的思考

随着程序越来越复杂，程序中用到的类型也越来越复杂，经常体现在：
1. 类型难于拼写
2. 含义不明确导致容易出错

#include <string>#include <map>int main(){std::map<std::string, std::string> m{ { "apple", "苹果" }, { "orange","橙子" },{"pear","梨"} };std::map<std::string, std::string>::iterator it = m.begin();while (it != m.end()){//....}return 0;}

如上，std::map<std::string, std::string>::iterator 是一个类型，但是该类型太长了，特别容易写错。可能有的人会想到typedef，其实也可以，但是typedef会有自己的问题：
观察下面代码：

typedef char* pstring;int main(){const pstring p1; // 编译成功还是失败？const pstring* p2; // 编译成功还是失败？return 0;}

编译成功的是第二段代码！！因为typedef并不是简单的字符串替换，const pstring p1其实转化之后是char* const p1，因为const会给予整个指针以常量性，所以是常量指针，常量指针只有一次初始化的机会，所以第一段代码编译不成功，而第二段代码const pstring* p2转化后是char* const *p2 ，p2相等于是一个二级指针，但是const并没有直接限制p2，而是限制了他的指向，所以不初始化是可以的！！

关于typedef的总结，在博主的预处理文章里有和define的详细对比：

C语言：预处理详解-CSDN博客

这边再总结一下typedef的缺点：

1、typedef遇到const的时候，就不是简单的字符串替换，使用上容易出问题

2、typedef在语法上是一个存储类的关键字，和auto、static、extern一样，如果有一个以上的存储关键字，那么typedef就不会起作用，比如typedef static int a就不行！

11.2 auto简介

在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，但遗憾的是一直没有人去使用它，因为所谓自动存储就是函数结束（出了作用域），这个变量自动销毁。这样的作用没有意义，因为现在的变量也是出了作用域就自动销毁。
C++11中，标准委员会赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

typedef（）.name( ) 可以打印出变量的类型

要注意的是：

使用auto定义变量时必须对其进行初始化，在编译阶段编译器需要根据初始化表达式来推导auto的实际类型。因此auto并非是一种“类型”的声明，而是一个类型声明时的“占位符”，编译器在编译期会将auto替换为变量实际的类型。
auto的自动类型推断发生在编译期，所以使用auto并不会造成程序运行时效率的降低。

11.3 auto使用细则

1. auto与指针和引用结合起来使用
用auto声明指针类型时，用auto和auto*没太大的区别，主要就是用auto*的话，那么他对应的类型就必须是指针，否则会报错！！！auto声明引用类型时则必须加&

2. 在同一行定义多个变量
当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。

11.4 auto的使用场景

1、简化代码，类型很长时，可以考虑自动推导

2、auto在实际中最常见的优势用法就是C++11提供的新式for循环，还有lambda表达式等进行配合使用。

3、为了避免与C++98中的auto发生混淆，C++11只保留了auto作为类型指示符的用法

11.5 auto不能推导的场景

1. auto不能作为函数的参数

// 此处代码编译失败，auto不能作为形参类型，因为编译器无法对a的实际类型进行推导void TestAuto(auto a){}

2、auto不能直接用来声明数组

void TestAuto(){int a[] = {1,2,3};auto b[] = {4，5，6};}

十二、基于循环的范围for

12.1 范围for的语法

在C++98中如果要遍历一个数组，可以按照以下方式进行：

void TestFor(){int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); ++i)array[i] *= 2;for (int* p = array; p < array + sizeof(array)/ sizeof(array[0]); ++p)cout << *p << endl;}

对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围。

int main(){int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };for (auto& e : array)e *= 2;for (auto e : array)cout << e << " ";return 0;}

注意事项：

1、如果要修改数组的内容，就得用引用

2、与普通循环类似，可以用continue来结束本次循环，也可以用break来跳出整个循环。

12.2 范围for的使用条件

for循环迭代的范围必须是确定的
对于数组而言，就是数组中第一个元素和最后一个元素的范围；对于类而言，应该提供begin和end的方法，begin和end就是for循环迭代的范围。

注意：以下代码就有问题，因为for的范围不确定（传参传数组是不会传整个数组过去的）

void TestFor(int array[]){for(auto& e : array)cout<< e <<endl;}

十三、指针空值nullptr

在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值，否则可能会出现不可预料的错误，比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向，我们基本都是按照如下
方式对其进行初始化：

void TestPtr(){int* p1 = NULL;int* p2 = 0;

NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码：

#ifndef NULL#ifdef __cplusplus#define NULL 0#else#define NULL ((void *)0)#endif#endif

可以看到，NULL可能被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，比如：

void f(int){cout<<"f(int)"<<endl;}void f(int*){cout<<"f(int*)"<<endl;}int main(){f(0);f(NULL);f((int*)NULL);return 0;}

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，因此与程序的初衷相悖。
在C++98中，字面常量0既可以是一个整形数字，也可以是无类型的指针(void*)常量，但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量，如果要将其按照指针方式来使用，必须对其进行强转(void*)0。

为了解决这个问题，c11引入了nullptr