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C++：命名空间与输入输出

news 来源：原创 2024/9/21 2:36:21

前言

一、命名空间

1.1 namespace的价值

1.2 namespace的定义

1.3 命名空间的使用

二、C++输入&输出

前言

C++是一种面向对象的计算机程序设计语言，‌它扩展了C语言的功能，‌并引入了面向对象编程的概念，‌如类、‌继承和多态等，C++是以C语言为基础进行了拓展与创新，C++兼容C语言绝大多数的语法。

还记得我们在学C语言时的第一个代码程序吗？

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

C++也兼容这种写法，但是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。

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

现在还不认识不要紧，本篇会讲解C++的一些基础知识，看完后就明白是怎么一回事了。

一、命名空间

1.1 namespace的价值

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

这里我们可以看到编译器报错了，因为在stdlib头文件中包含一个名为rand的函数与定义的变量rand发生了命名冲突。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。

1.2 namespace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 <stdio.h>
#include <stdlib.h> 
// otto是命名空间的名字 
namespace otto
{// 命名空间中可以定义变量/函数/类型 int rand = 10;//变量int Add(int left, int right)//函数{return left + right;}class otto//类{public:void man(){return;}private:int x;};}
int main()
{printf("%p\n", rand);printf("%d\n", otto::rand);return 0;
}

第一个printf默认访问的是全局的rand函数地址，第二个printf用到的是otto命名空间里的rand，这样就解决了命名冲突的问题。

• 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/ 类型声明或定义的逻辑，所有有了域隔离，命名冲突就解决了，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。

• namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。

namespace otto
{namespace kun{int rand = 1;int Add(int left, int right){return left + right;}} 
}
int main()
{printf("%d\n", otto::kun::rand);printf("%d\n", otto::kun::Add(1, 2));return 0;
}

• 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。

1.3 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，

namespace N
{int a = 0;int b = 1;
}
int main()
{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。

int main()
{printf("%d\n", N::a);return 0; 
}

通过“命名空间+::”的方式在指定命名空间访问。

• 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。

using N::b;
int main()
{printf("%d\n", N::a);printf("%d\n", b);return 0; 
}

展开后使用这个变量时就不用带命名空间了。

• 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。

using namespce N;
int main()
{printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0; 
}

二、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。

• 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，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。

• 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，后面会有专门的⼀个章节来细节IO流库。

• 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。

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

• 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。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int a ;double b;char c ;// 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;
}