【C++】C++入门 命名空间 及输入与输出

简介: 【C++】C++入门 命名空间 及输入与输出

前言

C++是在C的基础之上,容纳进去了面向对象编程思想,并增加了许多有用的库,以及编程范式等。熟悉C语言之后,对C++学习有一定的帮助。

  • C++补充C语言语法的不足,以及对C语言设计不合理的地方进行优化,比如:作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。



一、C++关键字(C++98)

C语言有32个关键字,而C++总计有63个关键字!

下面我们只是了解一下C++的关键字,暂时不对关键字进行具体的讲解。

  • C语言
  • C++

二、命名空间

1.命名空间的背景

对于命名空间的理解,我们先看一个bug,明白了它你就知道为什么要有命名空间了!

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
// 编译后后报错:error C2365: “rand”: 重定义;以前的定义是“函数”

我们知道rand是C语言的一个随机函数,就在#include <stdlib.h>库中,而我们却定义rand是一个变量 ,于是发生了命名冲突,程序无法运行,这个时候我们就需要用命名空间将它们区分开来。

当C++工程较大时,程序内存在大量的变量、函数和类,如果这些变量、函数和类都存在于同一个作用域中,一不小心就可能会导致命名冲突。为了解决这个问题,C++引入了命名空间(namespace)这个概念,这样在不同的命名空间中允许存在同名的标识符。有了命名空间我们就可以在程序中有效地避免命名冲突。

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。

  1. 命名空间中可以定义变量,函数,类型
namespace test_1
{
  int rand = 10;
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
  struct Node
  {
    struct Node* next;
    int data;
  };
}
  1. 命名空间可以嵌套
namespace test_2
{
  int a;
  int Add(int left, int right)
  {
    return left + right;
  }
  namespace test_3
  {
    int c;
    int d;
    int Sub(int left, int right)
    {
      return left - right;
    }
  }
}
  1. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
namespace test_2
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}

ps:一个工程中的 test_2 和上面的 test_2 中两个 test_2 会被合并成一个

注意:一个命名空间就定义了一个新的作用域,命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

3.命名空间使用

  • 引例
    命名空间中成员该如何使用呢? 我们先看一个例子,我们知道在C语言中局部变量优先,第六行应该打印20,但是我们就想打印全局变量怎么办呢?这个时候我们只需要在 a 前加域作用符(::)就行了,由于域作用符(::)左边是空的,所以代表是全局域,这样我们第7行就可以打印全局变量了。
#include <stdio.h>
int a = 10;
int main()
{
  int a = 20;
  printf("%d\n", a);
  printf("%d\n", ::a);
  return 0;
}

结果显示


命名空间的使用三种方式:

假设下面三种方式的代码的前面都有一段如下的代码

namespace test_2
{
  int a;
  int b;
  int Add(int left, int right)
  {
    return left + right;
  }
  namespace test_3
  {
    int c;
    int d;
    int Sub(int left, int right)
    {
      return left - right;
    }
  }
}
  1. 加命名空间名称及作用域限定符
int main()
{
  //printf("%d\n", a);    //编译报错:error C2065 : “a”: 未声明的标识符
  printf("%d\n", test_2::a);
  return 0;
}
  1. 使用using将命名空间中某个成员引入
using test_2::b;
int main()
{
  printf("%d\n", test_2::a);
  printf("%d\n", b);
  return 0;
}
  1. 使用using namespace 命名空间名称 引入
using namespce test_2;
int main()
{
  printf("%d\n", test_2::a);//可以不加test_2::
  printf("%d\n", b);
  Add(10, 20);
  return 0;
}

三、C++输入与输出

C++的标准输入与输出函数是cin cout,在使用它们之前我们要先了解标准命名空间(std)

1.标准命名空间std

命名空间的定义可以是不连续的,标准命名空间std也不例外,std的定义被分散在多个头文件里,比如标准输入/输出头文件< iostream> 中就定义了一个标准命名空间< iostream>里面的函数或类被放在std命名空间中,比如cin和cout这两个函数的名字就放在命名空间std里面,如果我们想使用cout函数,那就必须使用std命名空间引入这个函数。

2.标准输出cout

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
  cout << "Hello world!!!" << endl;//endl是C++换行符(\n)
  return 0;
}

  1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时,必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
  2. cout和cin是全局的流对象,endl是特殊的C++符号,表示换行输出,他们都包含在包含< iostream >头文件中。
  3. <<是流插入运算符,>>是流提取运算符。
  4. 使用C++输入输出更方便,不需要像printf/scanf输入输出时那样,需要手动控制格式。
    C++的输入输出可以自动识别变量类型。
  5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象,>>和<<也涉及运算符重载等知识。

3.标准输入cin

#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;
}

注意:早期标准库将所有功能在全局域中实现,声明在.h后缀的头文件中,使用时只需包含对应头文件即可,后来将其实现在std命名空间下,为了和C头文件区分,也为了正确使用命名空间,规定C++头文件不带.h;旧编译器(vc6.0)中还支持<iostream.h>格式,后续编译器已不支持,因此推荐使用< iostream>+std的方式。

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