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C++基础篇（1）

news 来源：原创 2024/9/21 1:41:48

前言

1.第一个C++程序

2.命名空间

2.1概念理解

2.2namespace 的价值

2.3 namespace的定义

3.命名空间的使用

4.C++的输入输出

结束语

前言

本节我们将正式进入C++基础的学习，话不多说，直接上货！！！

1.第一个C++程序

首先，我们要了解C++的文件命名格式

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++有自己的输入输出方式，严格说C++版本的hello world应该是这样写的。（后续会讲到）

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

2.命名空间

2.1概念理解

在计算机科学中，命名空间是一种将一组符号名称（如变量名、函数名、类名等）绑定到特定作用域的上下文的方法，以避免名称冲突。在不同的编程语言中，命名空间可能以不同的形式存在，但基本概念是相似的。

在C++中，命名空间是一种组织代码的结构，它允许你将一组具有唯一名称的实体（如类、函数和变量）封装在一起，从而避免了全局命名空间的名称冲突问题。命名空间对于大型项目和库尤其有用，因为它们可以减少名称碰撞的可能性，并使代码更易于管理。

在C++中定义命名空间非常简单，使用namespace关键字后跟命名空间的名字。

要访问命名空间中的成员，可以使用作用域解析运算符::

故接下来介绍namespace

2.2namespace 的价值

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

#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;
}

C++使用namespace后:

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

2.3 namespace的定义

在C++中，namespace（命名空间）是C++语言的一个核心特性，不属于任何特定的库。

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，还会影响变量的生命周期， 命名空间域和类域不影响变量生命周期。

代码展示

#include <stdio.h>
//#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// hu是命名空间的名字，⼀般开发中是⽤项⽬名字做命名空间名
namespace hu{// 命名空间中可以定义变量/函数/类型int rand = 10;int  add(int x, int y) {return x + y;}//定义一个节点struct Node{struct Node* next;int val;};
}
int main()
{hu::Node* node = (hu::Node*)malloc(sizeof(hu::Node));node->val = 1;// 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hu命名空间中的randprintf("%d\n", hu::rand);printf("%d\n", hu::add(2, 3));printf("%d\n", node->val);return 0;
}

运行结果：

namespace只能定义在全局，当然还可以嵌套定义。

代码展示

namespace HL{namespace H{int rand = 1;int Add(int left, int right){return left + right;}}namespace L{int rand = 2;int Add(int left, int right){return (left + right) * 10;}}
}
int main()
{printf("%d\n", HL::H::rand);printf("%d\n", HL::L::rand);printf("%d\n", HL::H::Add(1, 2));printf("%d\n", HL::L::Add(1, 2));return 0;
}

运行结果：

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。

//头文件--function1.h
#include <stdio.h>
namespace MyNamespace {void function1() {printf("This is function1 in file1\n");}
}
//头文件--function2.h
#include <stdio.h>
namespace MyNamespace {void function2() {printf("This is function2 in file2\n");}
}
//测试文件
#include "function1.h"
#include "function2.h"// 声明函数原型，以便在main函数中调用int main() {MyNamespace::function1();MyNamespace::function2();return 0;
}

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。所以下面程序会编译报错

#include<stdio.h>
namespace bite
{int a = 0;int b = 1;
}
int main()
{// 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符printf("%d\n", a);return 0;
}

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，日常小练习程序为了方便推荐使用。

#include <stdio.h>
namespace N {int a = 520;int b = 1314;
}
int main()
{  // 指定命名空间访问printf("%d\n", N::a);// using将命名空间中某个成员展开using N::b;printf("%d\n", b);return 0;
}

注意：

C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中

标准库命名空间： C++标准库中的所有功能都定义在std命名空间中。你可以使用std::前缀来访问标准库中的成员，或者使用using声明或指令来引入特定的成员。在使用命名空间时，应该考虑到代码的清晰性和可维护性。虽然using指令可以简化代码，但过度使用可能会导致名称冲突和代码的不可预测性。因此，最好是在局部作用域或函数内部使用using声明，而不是在全局作用域或头文件中使用using namespace指令。

4.C++的输入输出

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，它主要面向窄字符（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。

7. IO流涉及类和对象，运算符重载、继承等很多面向对象的知识，这里简单认识⼀下C++ IO流的用法。

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using namespace std，实际项目开发中不建议using namespace std。

10.这用我们没有包含<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。

代码展示

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {int a = 10;double b = 5.2;char c = 'd';cout << a << " " << b << " " << c << endl;std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;scanf("%d %lf", &a, &b);printf("%d %lf", 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;
}

扩展了解部分(提高效率）

#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;
}