C++初探究

概述

C++可以追溯到1979年，C++之父Bjarne Stroustrup在在使用C语言研发工作时发现C语言的不足，并想要将其改进，到1983年，Bjarne Stroustrup在C语言的基础上添加了面向对象编程的特性，设计出了C++的雏形。

网址推荐

C++官方文档（英文）：cppreference.com

C++官方文档（中文）：C++ 参考手册 - cppreference.com

C++函数查询：Reference - C++ Reference

C++程序

C++兼容C的绝大多数语法，所以我们仍可以在C++文件中使用printf函数

#include <stdio.h>	int main()
{printf("hello world");return 0;}

类似于C的#include <stdio.h>，C++中也有一个标准库. 我们想要调用就要用:#include <iostream>,所以，严格来说用C++写出的printf函数应该是这样写的：
 

#include<iostream>
using namespace std;//命名冲突->命名空间
int main()
{cout << "hello world" << endl;return 0;
}

接下来，我们一一讲解代码中的元素.

当需要多人完成一个项目时，若两人用了相同的变量名，但变量的值却不同该怎么办？

namespace命名空间

        1.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。命名空间中可以定义变量/函数/类型等。

        2.namespace本质是定义出⼀个域，这个域跟全局域各⾃独⽴，不同的域可以定义同名变量，所以下⾯的rand不在冲突了。

        3.C++中域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/类型出处(声明或定义)的逻辑，所有有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的声明周期，命名空间域和类域不影响变量声明周期。

        4.namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。

        5.项⽬⼯程中多⽂件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace，不会冲突。

        6.C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

namespace的使用

如果写出这样的代码：

int main(){int rand = 10;//编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”printf("%p\n", rand);//查找是编译进行的return 0;
}

会出现重定义报错

所以我们使用命名空间：

//“ ::”域作用限定符，不写即为先从全局开始查找，也可以写具体的域
namespace Frenemy
{int rand = 10;
}
int main(){//编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”printf("%d\n", Frenemy::rand);//查找是编译进行的return 0;
}

其中“ ::”域作用限定符，不写即为先从全局开始查找，也可以写具体的域，并且命名空间必须写在全局变量中.

而对于多个文件中的相同的命名空间，C++会直接将其合并.

若在一个项目中，已经使用了一次命名空间，但仍有两人使用相同变量又该怎么办呢？

namespace的嵌套调用

在同一个命名空间中，假如有两人ab与xy，我们就可以使用嵌套定义：

namespace Frenemy
{namespace ab{int rand = 1;}namespace xy{int rand = 2;}

我们如果要使用命名空间的值，例如ab里的rand,则使用Frenemy::ab::rand即可

namespace的展开

全部展开：使用using Frenemy(namespace) 

部分展开（只展开一个变量）：使用using Frenemy(namespace)::ab::rand.要使用时直接调用rand变量即可.

对于标准库函数standard(简称std), 每次写语句时都要使用std::cout<<a<<std::endl;较为麻烦，所以对于平时小练习可以将标准库函数直接展开.

C++输入输出

        <iostream> 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输⼊、输出流库，定义了标准的输⼊、输出对象。

        
        std::cin 是 istream 类的对象，它主要⾯向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输⼊流。

        std::cout 是 ostream 类的对象，它主要⾯向窄字符的标准输出流。

        std::endl 是⼀个函数，流插⼊输出时，相当于插⼊⼀个换⾏字符加刷新缓冲区。

        <<是流插⼊运算符，>>是流提取运算符。（C语⾔还⽤这两个运算符做位运算左移/右移）

        C++一行可以输入输出多个字符和字符串，并且可以自动识别多种类型

c语言中的printf在C++中就相当于输出函数cout.

int main()
{printf("hello world!\n");cout << "hello world!" << endl;return 0;
}//这两者是同一效果

缺省参数

        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，缺省参数分为全缺省和半缺省参数。（有些地⽅把缺省参数也叫默认参数）

        带缺省参数的函数调⽤，C++规定必须从左到右依次给实参，不能跳跃给实参。

        函数声明和定义分离时，缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，规定必须函数声明给缺省值。

全缺省参数

全部形参给缺省值，例如：

// 全缺省
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl << endl;
}

要调用函数时就可以不用给形参，如果要给形参，则只能按顺序从前往后给且不能跳着给.

半参省参数

// 半缺省
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl << endl;
}

半参省参数的规定是从右向左给形参赋值，也不能跳着给.

函数重载

        C++⽀持在同⼀作⽤域中出现同名函数，但是要求这些同名函数的形参不同，可以是参数个数不同或者类型不同。这样C++函数调⽤就表现出了多态⾏为，使⽤更灵活。C语⾔是不⽀持同⼀作⽤域中出现同名函数的。

参数类型不同

        相同函数名的函数其形参类型不同则为函数重载，例如：

// 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;
}

参数个数不同

        相同函数名的函数其形参个数不同则为函数重载，例如：

// 2、参数个数不同
void f(int a, int b)
{cout << "f(int a, int b)" << endl;
}void f(int a)
{cout << "f(int a)" << endl;
}

参数类型顺序不同 

        相同函数名的函数其形参顺序不同则为函数重载，例如

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;
}

注意 

        1.需要注意的是，返回值不同并不能说明两函数为函数重载，因为函数返回值可以不被调用；如果其中一个没有返回值，而另一个有，当需要返回值时也无法区分 .

        2.下列函数f()调用时会报错，因为编译器不知道执行哪一个！

// 下⾯两个函数构成重载
// f()但是调⽤时，会报错，存在歧义，编译器不知道调⽤谁
void f1()
{cout << "f()" << endl;
}void f1(int a = 10)
{cout << "f(int a)" << endl;
}

引用

         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。我们可以粗浅的将其理解为没有开辟新空间的指针.

引用的特性

        1.引⽤在定义时必须初始化

        2.⼀个变量可以有多个引用

        3.引⽤⼀旦引⽤⼀个实体，再不能引⽤其他实体

例如

int main()
{int a = 0;// 引⽤：b和c是a的别名,放在类型后面就是引用，别名相当于指针，但别名的地址与原变量相同int& b = a;int& c = a;// 也可以给别名b取别名，d相当于还是a的别名int& d = b;//这⾥取地址我们看到是⼀样的++d;cout << &a << endl;cout << &b << endl;cout << &c << endl;cout << &d << endl;return 0;
}

相当于为变量取外号 .

例如我们熟悉的Swap函数，用指针写是这样：

void Swap(int* rx, int* ry)
{int tmp = *rx;*rx = *ry;*ry = tmp;
}

用引用写是这样：

void Swap(int& rx, int& ry)
{int tmp = rx;rx = ry;ry = tmp;
}

看起来确实简洁一点， 这些就是引用的一些基础知识。

总结

学会这几个知识点，我们就可以理解开篇的那个函数代表了什么意思了。

C++中许多新语法的提出，其实也就是Bjarne Stroustrup对C语言一些语法的不满并对其进行的改造。我们可以发现，这几个知识点确实对应着C语言语法里一些较为不方便的地方。