【C++】C++入门基础--命名空间，缺省参数，函数重载

前言

在编程的浩瀚宇宙中，C++犹如一颗璀璨的明星，以其高效、灵活与强大，吸引着无数开发者的眼球。本文旨在为初学者搭建一座通往C++世界的桥梁，帮助读者建立扎实的C++基础知识体系，激发探索复杂程序设计的兴趣，开启一段充满挑战与乐趣的编程之旅。让我们一起，用代码编织梦想，用智慧点亮未来！

一、C++是什么？

C++（c plus plus）是一种计算机高级程序设计语言，由C语言扩展升级而产生 ，最早于1979年由本贾尼·斯特劳斯特卢普在AT&T贝尔工作室研发。

二、C++发展历史

1970年，AT&T贝尔实验室的工作人员D.Ritchie和K.Thompson共同研发了C语言。研制C语言的初衷是用它编写UNIX系统程序，因此，实际上C语言是UNIX的“副产品”。

1971年，瑞士联邦技术学院N.Wirth教授发明了第一个结构化的编程语言Pascal。
20世纪70年代中期，本贾尼·斯特劳斯特卢普在剑桥大学计算机中心工作。斯特劳斯特卢普希望开发一个既要编程简单、正确可靠，又要运行高效、可移植的计算机程序设计语言。而以C语言为背景，以Simula思想为基础的语言，正好符合斯特劳斯特卢普的初衷和设想。

1979年，本贾尼·斯特劳斯特卢普到了AT&T贝尔实验室，开始从事将C改良为带类的C（C with classes）的工作。1983年，该语言被正式命名为C++。

1985年、1990年和1994年，C++先后进行3次主要修订。
C++的标准化工作于1989年开始，并成立了一个ANSI和ISO（International Standards Organization）国际标准化组织的联合标准化委员会。
1994年1月25曰，联合标准化委员会提出了第一个标准化草案。在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新特征。
在完成C++标准化的第一个草案后不久，亚历山大·斯特潘诺夫（Alexander Stepanov）创建了标准模板库（Standard Template Library，STL）。在通过了标准化第一个草案之后，联合标准化委员会投票并通过了将STL包含到C++标准中的提议。STL对C++的扩展超出了C++的最初定义范围。虽然在标准中增加STL是个很重要的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程。

1997年11月14日，联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。
1998年，C++的ANSI/IS0标准被投入使用。

C++版本更新

C++参考文档

链接: https://legacy.cplusplus.com/reference/
链接: https://zh.cppreference.com/w/cpp
链接: https://en.cppreference.com/w/

第⼀个链接不是C++官方文档，标准也只更新到C++11，但是以头文件形式呈现，内容比较易看好懂。后两个链接分别是C++官方文档的中文版和英文版，信息很全，更新到了最新的C++标准，但是相比第⼀个不那么易看；几个文档各有优势，我们结合着使用。

三、C++基本语法

1.第一个C++程序

代码如下（示例）：

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

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。

#include<iostream>using namespace std;
int main()
{cout << "Hello world" << endl;return 0;
}

严格来说这是C++版本的Hello World，现在可能还看不明白这段代码，但我们在接下来的学习中，就会逐渐明白。

2.命名空间

2.1命名空间的价值

C/C++中会存在许多的变量，函数，类，他们的名称都存在于全局作用域中。在一个比较大的工程中可能会出现名字的重复使用而造成冲突。所以我们引入了命名空间的概念，将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。

2.2命名空间的定义

• 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本质是定义出⼀个域，这个域跟全局域各自独离，不同的域可以定义同名变量。

• 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。

• namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。

• 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。

• C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

举个例子

namespace wyx
{int rand;//因为rand在wyx空间内，所以不会与库函数rand（）冲突int Add(int a, int b){return a + b;}struct node{char val;struct node* next;};
}

当有许多个同名的变量在不同的域中时，我们使用：：来确定使用哪一个变量.在：：左侧写域的名字，在：：的右侧写变量的名字。

namespace wyx
{int rand=0;
}
int rand=1;
int main()
{// 这⾥默认是访问的是全局的rand函数指针printf("%p\n", rand);// 这⾥指定bit命名空间中的randprintf("%d\n", wyx::rand);return 0;
}

namespace可以嵌套定义，如下，当我们嵌套定义时，想要访问到正确的变量，就要多用几个：：从外到内表示清楚路径。

namespace wyx
{namespace ww{int rand = 1;int Add(int a, int b){return a + b;}}namespace yy{int rand = 2;int Add(int a, int b){return (a + b) * 2;}}
}
int main()
{printf("%d\n", wyx::ww::rand);printf("%d\n", wyx::yy::rand);printf("%d\n", wyx::ww::Add(1, 2));printf("%d\n", wyx::yy::Add(1, 2));return 0;
}

2.3命名空间的使用

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。所以我们要使用命名空间中定义的变量/函数，有三种方式：
• 指定命名空间访问，项目中推荐这种方式。
• using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。
• 展开命名空间中全部成员，项目不推荐，冲突风险很大

namespace wyx
{int a = 0;int b = 1;
}
//指定命名空间访问，就是上文中讲的：：符号
int main()
{printf("%d\n", wyx::a);return 0; 
}
// using将命名空间中某个成员展开，一般是展开常用的变量，方便使用。
using wyx::b;
int main()
{printf("%d\n", wyx::a);printf("%d\n", b);return 0; 
}
// 展开命名空间中全部成员，容易造成命名冲突，不建议
using namespce wyx;
int main()
{printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0; 
}

3.C++的输入与输出

• < 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）

• 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)，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。

• 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。

• 没有包含<stdio.h>，也可以使用printf和scanf，在包含< iostream >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。

例如

int main()
{int a = 0;double b = 3.14;char c = 'x';cout << a << " " << b << " " << c << endl;cin >> a;cin >> b >> c;cout << a << " " << b << " " << c << endl;return 0;
}

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;//或者不使用cin和cout。直接使用scanf和printf。
}

4.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）

• 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。

• 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。

void Fun(int a = 0)
{cout << a << endl;
}
int main()
{Fun(); // 没有传参时，使⽤参数的默认值Fun(5); // 传参时，使⽤指定的实参return 0;
}

// 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;
}

在定义和声明中，我们只在函数声明中给出缺省值，在定义中不写入缺省值，不然会报错。

5.函数重载

C++支i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 fun()
{cout << "fun()" << endl;
}
void fun(int a)
{cout << "fun(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void fun(int a, char b)
{cout << "fun(int a,char b)" << endl;
}
void fun(char b, int a)
{cout << "fun(char b, int a)" << endl;
}

但下面这几个就比较特殊

// 返回值不同不能作为重载条件，因为调⽤时也⽆法区分
void fun()
{}int fun()
{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 fun()
{cout << "fun()" << endl;
}
void fun(int a = 10)
{cout << "fun(int a)" << endl;
}

总结

以上就是今天的全部内容，主要介绍了一些C++的基础内容，C++的内容还有许多，如果喜欢这篇博客，期待你的一键三连。