今天要讲的是C++作用域运算符"::",强制类型转换的扩充,C++中相对于C中malloc和free函数的运算符new和delete,以及C++对C的一个重要扩充:引用(reference);这也是C++对C语言的非面向对象特性扩充系列的最后一节。
1.如果有两个同名变量,一个是全局的,一个是局部的,那么局部的变量在其作用域拥有较高的优先权,全局变量则被屏蔽。那如果我希望在局部变量的作用域里使用全局变量怎么办,这时就要用到::作用域运算符了。比如:
1 #include < iostream > 2 3 using namespace std; 4 5 int x; 6 7 int main() 8 9 { 10 11 int x; 12 13 x = 50 ; 14 15 ::x = 100 ; 16 17 cout << " 局部变量x= " << x << endl; 18 19 cout << " 全局变量x= " << ::x << endl; 20 21 return 0 ; 22 23 } 结果:
2.在C语言中有强制类型的转换比如:int x=1;double y=(double)x;而C++不但支持这种格式,还提供了一种类似于函数格式的转换:int x=1;double y=double(x);
3.C中的malloc和free函数被用于动态分配内存和释放动态分配的内存,而在C++里,不但保留了这两个函数,另外使用运算符new和delete来更好地进行内存的分配和释放。内存分配的基本形式:指针变量名=new 类型,如:int *x;x=new int;或char *chr;chr=new char;释放内存(delete 指针变量名):delete x;delete chr;虽然new和delete的功能和malloc和free相似,但是前者有几个优点:(1)new可以根据数据类型自动计算所要分配的内存大小,而malloc必须使用sizeof函数来计算所需要的字节;(2)new能够自动返回正确类型的指针,而malloc的返回值一律为void*,必须在程序中进行强制类型转换;
new可以为数组动态分配内存空间如:int *array=new int[10]或int *xyz=new int[8][9][10];释放时用delete []array和delete []xyz;另外new可以在给简单变量分配内存的同时初始化,比如int *x=new int(100);但不
能对数据进行初始化;有时候没有足够的内存满足分配要求,则有些编译系统将会返回空指针NULL,比如:
1 #include < iostream > 2 3 using namespace std; 4 int main() 5 { 6 int * x; 7 x = new int ; 8 if ( ! x) 9 { 10 cout << " 分配内存失败! " << endl; 11 return 1 ; 12 } 13 * x = 10 ; 14 cout <<* x; 15 delete x; 16 return 0 ; 17 } 4.接下来详细地说一下C++的引用(reference),先解释一下,什么是引用?打个比方,一个人可能有三四个名字,但这三四个名字所做的事,其实就是那一个人所做的。引用就是给变量起了个别名罢了。它的格式:类型 &引用名=以定义的变量名;比如:
1 #include < iostream > 2 3 using namespace std; 4 int main() 5 { 6 int x = 100 ; 7 int & y = x; 8 x = 50 ; 9 cout << " x= " << x << endl; 10 cout << " y= " << y << endl; 11 12 y = 0 ; 13 cout << " x= " << x << endl; 14 cout << " y= " << y << endl; 15 16 return 0 ; 17 } 结果:
实际上,引用与其所代表的变量共享同一个内存单元,系统部位引用另外分配存储空间,编译系统使引用和其代表的变量具有相同地址。
1 #include < iostream > 2 3 using namespace std; 4 int main() 5 { 6 int x = 100 ; 7 int & y = x; 8 x = 50 ; 9 cout << " 变量x的地址: " <<& x << endl; 10 cout << " 引用y的地址: " <<& y << endl; 11 return 0 ; 12 } 结果:
发现其实引用就那么回事,但是也有几个注意点:(1)在声明引用时,必须立即对它进行初始化,不能声明完后在赋值:如int x=10;int &y;y=x;(2)引用的类型必须和给其赋值的变量的类型相同,不可以这样:int x;double &y=x;(3)为引用提供的值,可以是变量也可以是引用:int x=5;int &y=x;int &z=y;(4)引用在初始化后不能再被重新声明为另一个变量的引用:int x,y;int &z=x;z=&y;
其实引用主要的用途就在于作为函数的参数,回顾一下,以前在C中传递函数参数有两种情况,分别是"传值调用"和"传址调用",前者传递是单向的,后者则为双向,而引用作为函数参数传递,则是"传址调用",它和C中指针作为参数传递的效果是一致的,只不过它不用像指针一样,需要交间接引用运算符"*";举个例子,比较一下这两种方法:
1 #include < iostream > 2 3 using namespace std; 4 void swap( int * x, int * y) 5 { 6 int temp; 7 temp =* x; 8 * x =* y; 9 * y = temp; 10 } 11 12 void swap( int & x, int & y) 13 { 14 int temp; 15 temp = x; 16 x = y; 17 y = temp; 18 } 19 int main() 20 { 21 int i = 10 ,j = 5 ; 22 cout << " i= " << i << " j= " << j << endl; 23 swap( & i, & j); 24 cout << " i= " << i << " j= " << j << endl; 25 swap(i,j); 26 cout << " i= " << i << " j= " << j << endl; 27 return 0 ; 28 } 结果:
对于引用,还有点小小的细节要说一下:(1)不能建立引用数组,比如:int a[4]="abcd";int &araay[4]=a;(2)不能建立引用的引用,不能建立指向引用的指针,比如:int x=50;int &&y=x;int &z=x;int *p=z;(3)可以把引用的地址赋给指针;(4)可以用const对引用加以限定,不允许改变引用的值,比如:int x=10;const int &t=x;t=5,但是x=5却可以,此时x和t都等于5;(5)引用运算符和地址操作符虽然都是&,但是引用的话,只是在声明时才用,而其它场合使用&都是地址操作符!比如:int x=5;int &y=x;y=10;int *z=&y//&为地址操作符;cout<<&z//&为地址操作符;
最后,我们还是用一个例子来总结一下今天所讲的内容(开发工具:vs2010):
1 #include " stdafx.h " 2 #include < iostream > 3 4 using namespace std; 5 6 int x = 10 ; // 全局变量 7 void swap( int * x, int * y) // 指针类型的参数 8 { 9 int temp; 10 temp =* x; 11 * x =* y; 12 * y = temp; 13 } 14 15 void swap( int & x, int & y) // 带有引用类型的参数 16 { 17 int temp; 18 temp = x; 19 x = y; 20 y = temp; 21 } 22 int main() 23 { 24 double * y = new double ( 5.55 ); // new动态分配内存空间,字节大小和double类型所占字节一样,并初始化值 25 int x = double ( * y); // 强制类型转换 26 27 cout << " 局部变量x= " << x << " 全局变量x= " << ::x << endl; 28 swap( & x, & ::x); 29 cout << " 局部变量x= " << x << " 全局变量x= " << ::x << endl; 30 swap(x,::x); 31 cout << " 局部变量x= " << x << " 全局变量x= " << ::x << endl; 32 33 delete y; // 释放内存空间 34 return 0 ; 35 } 结果: