【c++】基础知识——快速入门c++

目录

前言

一、手搓一个Hello World

二、命名空间namespace

1.命名空间的定义

2.命名空间的使用

3.命名空间补充知识

三、c++中的输入和输出

四、缺省参数

五、函数重载

六、内联函数

七、空指针

总结

前言

        c++是在c语言的基础上，增加了面向对象编程、引用、函数重载、模板库STL等新特性，使得c++成为一门功能强大、灵活多变的语言。c++在语法上兼容大部分c语言，因而学习了c语言之后，会对c++学习有一定的帮助。相比java，c++语法的学习难度较高，但是它难学易用，也有利于我们理解底层，是一门十分值得深入学习的语言。

        接下来我们会重点介绍一些c++的前置基础知识，便于我们快速入门c++语法。

一、手搓一个Hello World

        那么就让我们从HelloWorld开始，进入c++的知识海洋。代码如下：

//c语言版本
#include <stdio.h>int main()
{printf("Hello World\n");return 0;
}

//c++版本
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{cout << "Hello World" << endl;return 0;
}

由于c++兼容c语言语法，所以这两段代码在c++编译器中都是可以完成运行的。

运行结果：

可以看到，c++的基本语法和c语言还是有较大区别的。看不懂没关系，我们将会逐一讲解这里的细节。

二、命名空间namespace

        在c++当中，由于变量、函数、类等数量庞大，难免会出现重名的情况，它们都存在与全局域当中，使用时就会出现冲突。而命名空间的出现就解决了这个问题。命名空间会对标识符的名称进行本地化，本质上是使它们位于不同的作用域中，避免了冲突的情况。

        接下来我们尝试定义命名空间。

1.命名空间的定义

        举个例子：

namespace xxx
{int x = 5;int func(int a){return a * a;}struct A{int m;char n;};
}

1.定义命名空间使用的关键字是namespace，后面加上该空间的名字，在之后的 { } 中定义变量、函数或类等等。

2.命名空间只能定义在全局，不能定义在函数体或者类中。

3.命名空间可以嵌套定义。

4.一个项目的多文件中定义的同名命名空间，编译器会认为是同一个命名空间，不会发生冲突。

2.命名空间的使用

        接下来，我们尝试访问命名空间中的成员。

namespace xxx
{int x = 5;int func(int a){return a * a;}struct A{int m;char n;};
}int main()
{int x = 10;printf("%d\n", x + xxx::x);//访问命名空间的成员时，在空间名之后加上两个冒号，称之为域限定操作符printf("%d\n", xxx::func(x));return 0;
}

运行结果：

        使用using关键字还可以将命名空间或者其成员展开。举例：

namespace a
{int m = 5;int n = 3;
}namespace b
{int p = 10;int q = 20;
}using namespace a;//展开整个命名空间
using b::p;//展开命名空间的某成员int main()
{printf("m=%d,n=%d\n", m, n);printf("p=%d,q=%d\n", p, b::q);return 0;
}

 运行结果：

可以看到，展开命名空间或者成员之后，在访问时就不需要再加上“::”了。这里需要注意：在大型项目当中尽量不要展开命名空间，很容易发生冲突的情况，日常练习时为了方便可以使用。

        我们之前的HelloWorld代码中，使用了语句“using namespace std;”展开了命名空间std。

3.命名空间补充知识

1.c++标准库都放在叫做“std”的命名空间当中。

2.namespace本质上就是定义了一个域，叫做命名空间域。

3.c++中有四种域：函数局部域、全局域、命名空间域、类域；不同的域当中的相同变量或者函数名形成域隔离，不会冲突；函数局部域和全局域会影响变量的声明周期，命名空间域和类域不会影响变量声明周期。

三、c++中的输入和输出

        接下来，我们按照刚才写的HelloWorld程序介绍c++的输入输出。

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

1.可以看到，我们引入了头文件"iostream"，它是c++的标准输入、输出流库，定义了标准的输入输出对象。

2.cout,也就是std::cout，是类ostream的对象，它主要面向窄字符的标准输出流，与c语言中printf函数作用相似，与printf不同的是，它可以自动识别要输出的变量的类型，在使用时不需要特别指定输出类型。

3.endl：是一个函数，它用于输出一个换行符，与传统的输出“\n”不同的是，它可以在各种操作系统下正常使用，而“\n”在不同的操作系统中含义可能不同。

4.我们看到，“Hello World”字符串被两个“<<”符号围了起来，这个符号叫做“流插入操作符”，它可以理解为将该操作符之后的内容插入到"cout"中便于输出。当我们需要输出多个变量时，可以将这些变量全部用“<<”分隔开。

对于输入操作，c++提供了"std::cin"，它是类istream的对象，主要面向窄字符的标准输入流。在使用它时，我们需要加上“>>”(流提取操作符)，可以理解为将输入的值提取到变量当中。

接下来我们写一段代码测试c++中的输入输出：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int a = 3;float b = 5.5f;char c = 'w';cout << a << ' ' << b << ' ' << c << endl;//不同的内容之间必须用<<分割int d = 0;cin >> d;cout << d;return 0;
}

运行结果：

四、缺省参数

        缺省参数（默认参数），指的是在声明或者定义函数时，可以给函数的参数设置一个默认值。当调用该函数时，如果没有传对应参数，则使用该默认值；否则使用传入的参数。

1.缺省参数可分为全缺省参数和半缺省参数，全缺省参数指的就是函数的参数全部设置了默认值，半缺省参数指的就是部分参数设置了默认值。C++标准规定：半缺省参数默认值的设置必须按照函数参数从右往左进行，不能跳跃。代码示例：

#include <iostream>
using namespace std;void func1(int a = 3)//全缺省参数
{cout << a << endl;
}void func2(int a, int b = 0)//半缺省参数
{cout << a + b << endl;
}int main()
{func1();func1(1);func2(1);func2(1, 2);return 0;
}

运行结果：

以下情况运行就会报错：

#include <iostream>
using namespace std;void func3(int a = 10, int b)//缺省参数只能从右往左设置
{cout << a + b << endl;
}int main()
{func3(3, 5);return 0;
}

2.调用带缺省参数的函数时，实参的传入必须从左到右进行，不能跳跃。代码示例：

#include <iostream>
using namespace std;void func(int a, int b = 3, int c = 5)
{cout << a + b + c << endl;
}int main()
{func(1, , 1);//报错return 0;
}

3.当函数的声明和定义分离时，缺省参数不能同时出现在声明和定义当中，必须在声明中设置缺省参数。

五、函数重载

        c++中，当同一作用域中出现同名函数时，如果这些函数的形参不同（参数个数不同或者参数类型有不同），就会出现函数重载，这些函数之间不会发生冲突情况。相比c语言，c++中函数重载的出现，体现了多态性，使得函数使用更加灵活。

举个例子：

#include <iostream>
using namespace std;int add(int a, int b)//两函数的参数类型不同，出现重载
{return a + b;
}double add(double a, double b)//两函数的参数类型不同，出现重载
{return a + b;
}int main()
{cout << add(1, 2) << endl;cout << add(3.3, 5.5) << endl;return 0;
}

运行结果：

可以看到，编译器会根据我们调用函数时传入的参数类型，来决定调用哪一个重载函数。

下面来看一个特殊情况：

void func()
{cout << 1 << endl;
}void func(int a = 10)
{cout << 2 << endl;
}int main()
{func();//报错
}

两个func函数构成函数重载，但是当调用函数时不传参，就会出现歧义，编译器无法确定我们调用的是哪一个函数。

六、内联函数

        相比c语言，c++引入了“内联函数”这个概念，它对程序的效率提升有一定帮助。接下来我们深入了解以下内联函数。

1.用关键字“inline”修饰的函数叫做内联函数，在程序编译的过程中，编译器会在调用该函数的地方将此函数展开，这样在程序运行时就不会创建函数栈帧，提高了效率。

2.由于函数的体量有别，所以并不是所有用“inline”修饰的函数都会在编译时展开，使用“inline”修饰只是程序员的建议，最终是否展开由编译器决定。一般代码量较短的函数会被展开，而代码量较大或者递归函数就不会被展开，展开之后反而会增加程序冗余。

3.当一个函数被我们使用“inline”修饰时，如果该函数的声明和定义是分离的，那么将会导致编译错误。所以使用“inline”修饰函数时要同时进行声明和定义。

七、空指针

        在c语言中，空指针用“NULL”来表示，它是一个宏常量，是被强制类型转换为void型指针的0；而c++中的“NULL”直接替换为0。由于c++中存在函数重载，当我们将NULL作为参数传递时，可能会出现以下情况：

#include <iostream>
using namespace std;void func(int* ptr)
{cout << 1 << endl;
}void func(int x)
{cout << 2 << endl;
}int main()
{func(NULL);return 0;
}

运行结果：

我们传入空指针，本意是要调用第一个函数，但是结果却调用了第二个函数。如果我们传入被强制转换为void*的0呢？

可以看到，程序出现了报错，我们仍然无法调用第一个函数。针对这种问题，c++定义了一个关键字来表示空指针：nullptr。它是一种特殊类型的字面量，可以转换为任意类型的指针。由于它只能被转换为指针类型，所以就避免了以上问题。我们来传入nullptr试试：

#include <iostream>
using namespace std;void func(int* ptr)
{cout << 1 << endl;
}void func(int x)
{cout << 2 << endl;
}int main()
{func(nullptr);return 0;
}

运行结果：

可以看到，程序成功地调用了第一个函数。

总结

        今天我们学习了关于c++的一些前置知识，这些新的概念和定义有效地弥补了c语言的一些不足。之后我们的c++程序都会以这些知识为基础。如果你觉得博主讲的还不错，就请留下一个小小的赞在走哦，感谢大家的支持❤❤❤