C++头文件和变量的那些事儿

头文件

最近在github上拔了一个项目，然后发现头文件里有好多我不太懂的写法。于是去查阅了相关资料。总结如下：
头文件中允许包含的内容：
1、函数原型(声明)
2、使用#define或者const定义的符号常量
3、结构声明
4、类声明
5、模板声明
6、内联函数
注意：
若是将函数定义或者变量声明放在头文件中会引来麻烦
例：
如果头文件包含一个函数的定义，然后其他两个文件(属于同一程序)中包含该头文件，则同一个程序中将包含同一个函数的两个定义，除非函数是内联的，否则这将会出错

对于#include <>和#include " “:
<>表示C++编译器将在存储标准头文件的主机系统的文件系统中查找。而如果是”“，则编译器首先查找当前的工作目录或者源代码目录，没有找到再去标准位置查找，所以我们自己的头文件使用”"

变量在内存中

1、自动存储持续性：在函数定义总声明的变量(包括函数参数)的存储持续性为自动的。它们在程序开始执行其所属的函数或代码块时被创建，在执行完函数或者代码块时，它们所使用的内存被释放。
2、静态存储持续性：在函数定义外定义的变量和使用关键字static（使用static的全局变量）。它们在程序运行的过程中都存在
3、线程存储持续性(C++11)：该变量使用关键字thread_local声明的，声明周期和所属线程一样长
4、动态存储持续性：用new运算符分配的内存将一直存在，直到用delete运算符将其释放或者程序结束为止。

关于静态持续变量

1. 外部链接性：可在其他文件中访问(也成为全局变量)

必须要在代码块外面声明

2. 内部连接性：只能在当前文件中访问

必须要在代码块外面声明它，并且使用static限定符

3. 无连接性：只能在当前函数或者代码块中访问

代码块内部声明它，并且使用staitc限定符
静态变量数目在程序运行期间都是不变的，因此程序不需要像管理自动变量那样使用栈来管理。编译器分配固定的内存块来存储所有的静态变量，在程序执行期间一直存在。没有显示的初始化静态变量，编译器会将它设置为0

//静态持续变量例子：
int global = 1000;		//static duration,external linkage 
static int one_file = 50;	//static duraion,internal linkage
void  funct1(int n)
{
	static int count = 0;//static durtion,no linkage count变量只能在funct1函数中使用，llama也是如此，但是即使funct1函数没有执行时，count也留在内存中的
	int llama = 0;
}

理解清楚上述内存中的变量有助于我们解决变量函数重定义的错误。
注：
要在多个文件中使用外部变量，只需要在一个文件中包含该变量的定义(单定义规则，变量只能由一次定义)，但在使用该变量在其他文件中，都必须使用关键字extern声明它

函数与其链接性

函数都是自动为静态的，即在整个程序执行期间都一直存在。默认情况下，函数的连接性为外部的，即可以在文件间共享。
使用static关键字将函数连接性设置为内部的，使得只能在一个文件中使用，必须在原型和函数定义中都使用该关键字
例：
extern1.cpp中

extern int cats = 20;	//definition because of initializtion
int dogs = 22;		//also a definition
int fleas;		//also a definition
int error = 20; //external declaration
//上面一块是变量连接性的测试代码
static int private1(double x);		//意味着该函数只在这个文件中可见，并且可以在其他文件中定义同名的函数

int test(int x);
int test(int x)
{
	return 0;
}

static int private1(double x)
{
	return 0;
}

extern.cpp中

//使用extern1.cpp中的变量
extern int cats;		//not definition because they use
extern int dogs;		//extern and have no initialization
extern int fleas;
//int error = 5;//error int error已经定义了
//extern int error = 5;//error 同上 这样违反单定义规则

static int error = 5; //error只属于extern.cpp

//int test(int x)  //error 在extern1.cpp中定义了一个test函数了
//{
//	return 0;
//}
extern int test(int x);
int private1(double x)//这个编译不会报错，因为前面是statci的函数内部连接性
{
	return 0;
}

namespace关键字

命名空间中声明的名称的连接性为外部的（即其他文件可用）

using声明和using编译指令

注意：
一般来说声明比编译指令更加安全，因为它只导入指定的名称，如果该名称与局部名称发生冲突，编译器将发出指令
而using编译指令导入所有名称，包括可能并不需要的名称，如果与局部名称发生冲突，则局部名称将覆盖名称空间版本，并且不会发出警告

命名空间的特性

嵌套：

namespace CC { //嵌套
	namespace DD {
		int mm;
	}
}
using namespace CC;
/*
	上述语句等同于
	using namespace CC;
	using namespace DD;
*/

取别名：

namespace tt = CC::DD;//tt成为DD的别名
using tt::mm;

未命名空间

因为没有名字，所以不能显示使用using声明或者编译指令来使用它在其他任何位置都可以。
因此，不能在未命名命名空间所属的文件之外的其他文件中使用该命名空间中的名称，这样提供了连接性为内部的静态变量的替代品

new关键字

使用new运算符初始化

int *pi=new int(6); //*pi set to 6;这种括号语法也可适用于有构造函数的类
struct where {double x,;double y; doublez;};
where *one =new where{2.5,5.3,7.3};
int *ar=new int[4] {2,4,5,7};
//初始化常规结构或者数组		需要使用大括号的列表初始化

new运算符、函数

使用运算符new和new[]分别调用一下函数

void * operator new(std::size_t)
void * operator new[](std::size_t)
//等同于
int* pi=new int;<=========>int* pi=new(sizeof(int));
int* pa=new int[40]<=======>int* pa=new(40*sizeof(int));