开启C++之旅（上）：探索命名空间与函数特性（缺省参数和函数重载）

之前浅显的讲解了数据结构的部分内容：数据结构专栏

那么今天我们迎来了新的起点：C++的探索之旅

1.命名空间

1.1引入命名冲突

在c中：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
//定义一个全局变量
int rand = 1;
int main()
{
    srand(time(0));
    printf("%d\n", rand);
    return 0;
}

严格的编译器会直接报错：

rand我们都知道是产生随机数的函数，现在我定义了一个全局变量rand，显然是有命名冲突

所以c++就提供了解决方案

1.2命名空间

想必学过c的大家第一次接触c++看到：

using namespace std;

都会想这是什么？？大多老师都会让说：你们先记着这是固定的，以后会懂（结果到了期末考完也什么都没说）

namespace 是 C++ 中的关键字，用于创建命名空间，它是用来避免命名冲突并组织代码的一种机制。通过命名空间，可以将一系列的变量、函数、类等内容封装在其中，以便更好地组织代码

1.2.1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. 命名空间的定义事例

namespace Test1
{
  // 命名空间中可以定义变量/函数/类型...
  int rand = 1;
  int Add(int left, int right)
  {
    return left + right;
  }
  struct ListNode
  {
    struct Node* next;
    int data;
  };
}

1. 命名空间可以嵌套

namespace Test2
{
  int a = 0;
  namespace Test2_1
  {
    int a = 1;
  }
}

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(合并成一个)

一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个命名空间

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

1.2.2命名空间的使用

双冒号 :: 在 C++ 中是作用域解析运算符，它用于指定特定范围内的命名空间或类的成员。它的主要作用有两个：

命名空间限定：用于指定特定命名空间中的变量、函数或类。例如，std::cout 中的 std 是命名空间，cout 是该命名空间下的对象。

类作用域限定：用于指定类的成员函数或静态成员变量。在类的定义或类外部，双冒号可以用于访问类的静态成员

命名空间的使用有三种方式：

加命名空间名称及作用域限定符

namespace Test1
{
  // 命名空间中可以定义变量/函数/类型...
  int rand = 1;
  int Add(int left, int right)
  {
    return left + right;
  }
}
int main()
{
    // 使用作用域限定符号直接访问命名空间中的成员
  printf("%d\n", Test1::rand);
  return 0;
}

成功输出了：

• 使用using将命名空间中某个成员引入

namespace Test2
{
  int b = 0;
  namespace Test2_1//这里命名空间嵌套
  {
    int a = 1;
  }
}
using Test2::b;
int main()
{
  printf("%d\n", b);
  printf("%d\n",Test2:: Test2_1::a);//这样访问a
  return 0;
}

• 使用using namespace 命名空间名称引入

这就是我们经常看到的using namespace std;使用后使用std命名空间时就不需要加上std::,可以直接用了

2.c++的输入与输出

#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
//(直接 using namespace std有点不安全)
using namespace std;
int main()
{
  int a = 0;
  cin >> a;
  cout << a << endl;
  cout << "Hello world!!!" << endl;
  return 0;
}

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的使用方法使用std。

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。

<<是流插入运算符，>>是流提取运算符。(cout<<就是流入到控制台 )

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。

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(挖个坑，以后详细介绍)

3.缺省参数

3.1概念

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

void Function1(int a = 0)
{
  cout<<a<<endl;
}
int main()
{
  Func();     // 没有传参时，使用参数的默认值
  Func(10);   // 传参时，使用指定的实参
  return 0;
}

3.2缺省参数分类

**全缺省参数(函数声明或定义中都指定默认值)

void Function2(int a = 1, int b = 2, int c = 3)
{
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  cout << "c = " << c << endl;
}

1. 半缺省参数

void Function3(int a, int b = 2, int c = 3)
{
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  cout << "c = " << c << endl;
}

注意：

1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔给
2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，有函数声明一般选择函数声明
3. 缺省值必须是常量或者全局变量

4.函数重载

学过Java的同学必然不陌生

4.1概念

函数重载：是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表==(参数个数或类型或类型顺序)==不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

1. 函数参数类型不同

int Add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
double Add(double a, double b)
{
  return a + b;
}
int main()
{
  cout<<Add(10, 20)<<endl;
  cout<<Add(10.1, 20.2);
  return 0;
}

1. 函数参数个数不同

void f()
{
  cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
  cout << "f(int a)" << endl;
}

1. 函数参数类型顺序不同（也可认为属于类型不同）

void f(int a, char b)//先int后char
{
  cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)//先char后int
{
  cout << "f(char b, int a)" << endl;
}

"f(char b, int a)" << endl;

}

4.2C++支持重载的原理----名字修饰

在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接

链接器看到Test.o调用某个函数，但是没有函数的地址，就会到Func.o的符号表中找函数的地址，然后链接到一起。而使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则

c语言链接函数地址时（找函数）是靠函数名，所以不允许重名函数

c++中编译器需要为每个函数生成一个唯一的标识符来标记函数的地址。在 Linux 下，这些标识符是通过一种名为名字修饰（Name Mangling）的方式来生成的：

_Z + 函数名字符个数 + 函数名 + 每个参数类型首字母

所以重载函数虽然函数名相同，但是在链接函数地址时所依靠的标识符却不同

通过这里就理解了C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。

如果两个函数函数名和参数是一样的，返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办法区分

今天步入c++的学习啦，就先到这里！！！