C++中常用關鍵字詳解(1)

Hello，大家好！我是木榮。 溫故而知新，可以為師矣 。作為一名攻城獅，扎實的基本功是解決問題及完成工作中任務的重要前提。沒有良好的基本功作為鋪墊，一味的追求知識的寬度是毫無意義，知其然更要知其所以然。因此，在平時和小伙伴們聊天時，在談到學習技術方面的問題，我會告訴他們注重基本功。所以，最近文章會總結一些日常編程工作中常用的重要基本知識點，根據平時工作中常用的也是重要的知識點逐步展開。

為了提高閱讀的舒適性，不會像其他博主的什么萬字長文，一篇講解完成，那樣即浪費時間，篇幅過長記住的知識點也不會很多。所以，所有知識點會分多章多節發布，每篇盡量讓大家短時間讀完而盡可能記住知識點，希望喜歡的小伙伴們加關注呦！

常用關鍵字

C/C++首先我們先來了解一下修飾符的定義。

修飾符在C/C++中，修飾符（modifiers）是用于修改基本數據類型的關鍵字，用于改變變量的存儲方式、作用域或其他特性。

const

const關鍵字是一種修飾符。就 const 修飾符而言，它用來告訴編譯器，被修飾的這些部分的特點具有只讀屬性。在編譯的過程中，一旦編寫代碼試圖去改變這些部分，編譯器就會給出錯誤提示。防止編程中出現語法及邏輯的錯誤，提高代碼的健壯性及規范性。

修飾變量說明該變量不可以被改變
修飾指針分為指向常量的指針和指針常量
修飾引用常量引用，經常用于形參類型，即避免了拷貝，又避免了函數對值的修改
修飾成員函數說明該成員函數內不能修改成員變量

//類
class Test
{
public:
    Test() : a(0) { };       // 初始化參數列表
    Test(int x) : a(x) { };  // 初始化參數列表

    int getV();              // 普通成員函數
    int getV() const;        // 常成員函數，不得修改類中的任何數據成員的值

private:
    const int a;             // 常對象成員，只能在初始化列表賦值
};

void Func()
{
    Test b;                  // 普通對象，可以調用全部成員函數
    const Test a;            // 常對象，只能調用常成員函數，修改常成員變量
    const Test *p = &a;      // 常指針
    const Test &q = a;       // 常引用

    // 如果const位于星號*的左側，則const就是用來修飾指針所指向的變量，即指針指向為常量；
    // 如果const位于星號的右側，const就是修飾指針本身，即指針本身是常量。
    const int* a;          // 常量指針 指針指向的常量不可修改
    int const *a;          // 常量指針 指針指向的常量不可修改(同上) 
    int* const a;          // 指針常量 指針不可修改
    const int* const;      // 常量指針常量 指針和指向的常量都不可修改

    // 引用 引用a不能被修改
    int x;
    int const &a=x;
    const int &a=x;
}

static

static關鍵字常用于修飾變量和函數

修飾普通變量修改變量的存儲區域和生命周期，使變量存儲在靜態存儲區，在 main函數運行前就分配了空間，如果有初始值就用初始值初始化它，如果沒有初始值系統用默認值初始化它。
修飾普通函數表明函數的作用范圍，僅在定義該函數的文件內才能使用。在多人開發項目時，為了防止與他人命名空間里的函數重名，可以將函數定位為 static。
修飾成員變量修飾成員變量使所有的對象只保存一個該變量，而且不需要生成對象就可以訪問該成員。
修飾成員函數修飾成員函數使得不需要生成對象就可以訪問該函數，但是在 static 函數內不能訪問非靜態成員。
在函數內部使用static關鍵字聲明的變量是靜態變量，它在程序的生命周期內保持其值，不會在每次函數調用時重新初始化。靜態變量存儲在靜態數據區，而不是棧上。當一個靜態變量在函數內部聲明時，它會在程序運行時初始化并保留其值。

#include < iostream >

void functionWithStatic() {
    static int count = 0; // 靜態變量，在多次調用該函數時，count的值保留
    count++;
    std::cout < < "Static count: " < < count < < std::endl;
}

int main() {
    functionWithStatic(); // 輸出 Static count: 1
    functionWithStatic(); // 輸出 Static count: 2
    functionWithStatic(); // 輸出 Static count: 3

    return 0;
}

在C/C++中，使用static關鍵字在類中聲明的成員函數被稱為靜態函數，也稱為類的靜態成員函數。靜態函數與類的實例無關，可以直接通過類名調用，而無需通過對象。

class MyClass {
public:
    static void staticFunction() {
        std::cout < < "This is a static function." < < std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass::staticFunction(); // 直接通過類名調用靜態函數

    MyClass obj;
    obj.staticFunction(); // 也可以通過對象調用靜態函數，但不是推薦做法

    return 0;
}

在類中使用static關鍵字聲明的數據成員被稱為靜態數據成員，它屬于類本身，而不是類的實例。靜態數據成員在所有類的實例之間共享，類的所有對象共享同一個靜態數據成員。

class MyClass {
public:
    static int staticData; // 靜態數據成員的聲明
};

int MyClass::staticData = 42; // 靜態數據成員的定義和初始化

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;

    obj1.staticData = 10;
    std::cout < < "obj1.staticData: " < < obj1.staticData < < std::endl; // 輸出 obj1.staticData: 10
    std::cout < < "obj2.staticData: " < < obj2.staticData < < std::endl; // 輸出 obj2.staticData: 10

    return 0;
}

在文件中使用static關鍵字聲明的全局變量（位于函數外部）具有文件作用域，它們只在聲明它們的文件中可見，不會被其他文件訪問。這些靜態變量不能被其他文件直接訪問，因此在不同文件中使用相同名稱的靜態變量不會造成命名沖突。

// File1.cpp
static int file1StaticVar = 10;

// File2.cpp
static int file2StaticVar = 20;

以上是static關鍵字在C/C++中的常見用法。請注意，使用static關鍵字的具體含義可能會因上下文而異，因此應根據具體情況理解和使用。

this指針

在C++中，this指針是一個特殊的指針，它是一個隱藏的指針，指向當前對象（即正在調用該成員函數的對象）。this指針在成員函數內部自動創建，可以在成員函數中使用，用于訪問當前對象的成員變量和成員函數。

this指針是一個隱式參數，它并不需要顯式地傳遞，編譯器會在調用成員函數時自動傳遞它。

以下是關于this指針的一些詳細解釋：

this指針的類型：this指針的類型是指向當前類對象的指針，它的類型是指向當前類的常量指針（const指針）。這是因為在成員函數中，不能通過this指針來修改當前對象的值，以保證成員函數的const屬性能夠得到維持。
this指針的用途：在成員函數中，使用this->可以訪問當前對象的成員變量和成員函數，以區分成員變量和函數參數的命名沖突。在類的靜態成員函數中，沒有this指針，因為靜態成員函數不依賴于特定的對象。
this指針的使用場景：當成員函數中的參數和成員變量同名時，使用this指針可以明確指示成員變量。在類的方法鏈式調用中，返回this指針可以使調用更加簡潔。

下面是一個示例代碼，演示了this指針的用法：

#include < iostream >

class MyClass {
public:
    int x;

    MyClass(int x) : x(x) {}

    void printX() {
        std::cout < < "x = " < < this- >x < < std::endl;
    }

    MyClass& increment() {
        this- >x++;
        return *this;
    }
};

int main() {
    MyClass obj(10);

    obj.printX(); // 輸出 x = 10

    obj.increment().increment().increment();
    obj.printX(); // 輸出 x = 13

    return 0;
}

在上述示例中，this指針用于訪問成員變量x，并在方法鏈式調用中返回了當前對象的引用。這樣可以連續調用increment()函數，并對成員變量x進行遞增操作。

總之，this指針在C++中是一個非常有用的特性，它使得在成員函數中能夠輕松訪問當前對象的成員，并提供了便捷的方式來實現方法鏈式調用。

inline內聯函數

在C++中，inline是一個關鍵字，用于對函數進行內聯展開。使用inline關鍵字聲明的函數被稱為內聯函數。內聯函數的主要目的是減少函數調用的開銷，通過在函數調用點展開函數代碼，可以避免函數調用的額外開銷，從而提高程序的執行效率。

以下是內聯函數的一些特點和注意事項：

定義：內聯函數通常在類定義中聲明，也可以在函數定義時加上inline關鍵字。例如：

// 在類定義中聲明內聯函數
class MyClass {
public:
    inline void foo();
};

// 在函數定義時聲明內聯函數
inline void MyClass::foo() {
    // 函數代碼
}

編譯器決策：inline關鍵字只是向編譯器發出了一個請求，請求將函數內容內聯到調用點。編譯器會自行決定是否真正內聯展開函數代碼，它可能會考慮函數的復雜性、調用頻率等因素來作出最優的決策。
適用場景：內聯函數對于短小且頻繁調用的函數效果最好，而對于復雜的函數或大量邏輯的函數可能并不適合內聯。適當地使用內聯函數可以提高性能，但濫用內聯可能會導致代碼膨脹，增加可執行文件的大小。
定義位置：通常將內聯函數的定義放在頭文件中，因為在每個調用點都需要展開函數代碼，編譯器需要知道函數的實現細節。
不支持遞歸：內聯函數不支持遞歸調用，因為遞歸調用無法在調用點展開。
靜態成員：類中的靜態成員函數默認是內聯的，即使沒有顯式使用inline關鍵字。

使用內聯函數的示例：

class MathUtil {
public:
    inline static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

int main() {
    int result = MathUtil::add(5, 3);
    return 0;
}