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c＋＋入门基础篇（上）

news 来源：原创 2024/9/20 6:28:18

前言：

我们在之前学完了c语言的大部分语法知识，是不是意味着我们可以马上从事开发呢？其实行业中的绝大部分岗位都用不到c语言，那我们为什么要学c语言呢。c语言虽然和我们日常开发没有很大的关系，但是学习c语言可以为我们学习其他编程语言打下坚实的基础，拓宽我们的编程思维，而在考研中，许多学校也要求学习c语言，数据结构也大多是由c语言实现的，所以学完c语言虽然无法让我们马上从事开发行业，但是可以让我们获得诸多好处，让学完c语言的我们，学习可以从事开发工作的编程语言——c＋＋，取得事半功倍的效果。

1.c＋＋的第一个程序

C++兼容C语⾔绝⼤多数的语法，所以C语⾔实现的hello world依旧可以运⾏，C++中需要把定义⽂件代码后缀改为.cpp，vs编译器看到是.cpp就会调⽤C++编译器编译，linux下要⽤g++编译，不再是gcc：

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

当然C++有⼀套⾃⼰的输⼊输出，严格说C++版本的hello world应该是这样写的：

// test.cpp
// 这⾥的std cout等我们都看不懂，没关系，下⾯我们会依次讲解
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{cout << "hello world\n" << endl;return 0;
}

运行这段代码：

熟悉的hello world就被我们使用c＋＋语言实现了。

2.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。

c语⾔项⽬类似下⾯程序这样的命名冲突是普遍存在的问题，C++引⼊namespace就是为了更好的解决这样的问题

我们来看这样一段代码：

#include <stdio.h> 
#include <stdio.h>
int rand = 10;
int main()
{printf("%d\n", rand);return 0;
}

如果看不懂，试着运行一下：

可以看到此时代码还可以正常运行，但是如果我们运行下面这段代码：

#include <stdio.h> 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
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", rand);return 0;
}

看一下运行结果：

当我们加上stdlib头文件时，程序却显示运行失败，而这就是典型的命名冲突问题，stdlib库中存在rand函数，如果我们不包含这个头文件，那么它在程序中就是一个普通的变量名，当我们包含了这个头文件之后，rand就变成了库函数名，而我们使用一个库函数的函数名来作为一个变量名，程序当然会运行失败啦。

2.1 namespace的定义

（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

namespace a
{int i = 20;//定义变量int add(int x, int y){return x + y;}          //定义函数
}

(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不再冲突了

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
namespace a
{int rand=100;
}
int main()
{return 0;
}

（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，所以有了域隔离，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。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
namespace a
{int rand=100;namespace b  //嵌套使用命名空间{int rand = 90;}
}
int main()
{return 0;
}

(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。

2.2 命名空间使用

编译查找⼀个变量的声明/定义时，默认只会在局部或者全局查找，不会到命名空间⾥⾯去查找。所以下⾯程序会编译报错。所以我们要使⽤命名空间中定义的变量/函数，有三种⽅式：

（1）指定命名空间访问，项⽬中推荐这种⽅式。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
namespace a
{int rand=100;namespace b{int rand = 90;}
}
int main()
{std::cout << a::rand << std::endl;//使用空间名加：：（变量名/函数名）就可以访问空间中的
//变量/函数return 0;
}

（2）sing将命名空间中某个成员展开，项⽬中经常访问的不存在冲突的成员推荐这种⽅式。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
namespace a
{int c=100;namespace b{int c = 90;}
}
using a::c;
//展开空间中某一个变量
int main()
{std::cout << a::c << std::endl;return 0;
}

（3）展开命名空间中全部成员，项⽬不推荐，冲突⻛险很⼤，⽇常⼩练习程序为了⽅便推荐使⽤。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
namespace a
{int c=100;namespace b{int c = 90;}
}
using namespace a;
//展开空间a
int main()
{std::cout << c << std::endl;return 0;
}

3.c＋＋输入&输出

（1）<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。

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

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

（4）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。

（5）<<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）

(6)使⽤C++输⼊输出更⽅便，不需要像printf/scanf输⼊输出时那样，需要⼿动指定格式，C++的输⼊输出可以⾃动识别变量类型(本质是通过函数重载实现的，这个以后会讲到)，其实最重要的是 C++的流能更好的⽀持⾃定义类型对象的输⼊输出。

(7)O流涉及类和对象，运算符重载、继承等很多⾯向对象的知识，这些知识我们还没有讲解，所以这⾥我们只能简单认识⼀下C++IO流的⽤法，后⾯我们会有专⻔的⼀个章节来细节IO流库。

(8)cout/cin/endl等都属于C++标准库，C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中，所以要通过命名空间的使⽤⽅式去⽤他们。

(9)⼀般⽇常练习中我们可以usingnamespacestd，实际项⽬开发中不建议使用using namespace std。

(10)这⾥我们没有包含，也可以使⽤printf和scanf，在包含间接包含了。vs系列编译器是这样的，其他编译器可能会报错。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int a = 0;double b = 0.1;char c = 'x'; cout << a << " " << b << " " << c << endl;std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;scanf("%d%lf", &a, &b);printf("%d %lf\n", a, b);// 可以⾃动识别变量的类型cin >> a;cin >> b >> c;cout << a << endl;cout << b << " " << c << endl;return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{// 在io需求⽐较⾼的地⽅，如部分⼤量输⼊的竞赛题中，加上以下3⾏代码// 可以提⾼C++IO效率ios_base::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);cout.tie(nullptr);return 0;
}

4.缺省参数

(1)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）

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
void Func(int a = 0)
{cout << a << endl;
}
int main()
{Func(); // 没有传参时，使⽤参数的默认值Func(10); // 传参时，使⽤指定的实参return 0;
}

(2)全缺省就是全部形参给缺省值，半缺省就是部分形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省，不能间隔跳跃给缺省值。

(3)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。

#include <iostream>
using namespace std;
// 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;
}
// 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;
}
int main()
{Func1();Func1(1);Func1(1,2);Func1(1,2,3);Func2(100);Func2(100, 200);Func2(100, 200, 300);return 0;
}

(4)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。

void func(int i, int x, int y = 78, int q = 56);
//函数声明和定义分离，缺省参数必须给声明函数中
#include<iostream>
using namespace std;
void func(int i, int x, int y, int q)
{cout << i << x << y << q << endl;
}
int main()
{func(199,90);return 0;}

5.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。

// 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;
}

而返回值不能作为重载条件,因为调⽤时也⽆法区分:

//void fxx()
//{}
//
//int fxx()
//{
// return 0;
//}
// 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;
}
int main()
{Add(10, 20);Add(10.1, 20.2);f();f(10);f(10, 'a');f('a', 10);return 0;
}