【C++初阶(一)】学习前言 命名空间与IO流

简介: 【C++初阶(一)】学习前言 命名空间与IO流

什么是C++

C++是基于C语言而产生的,它既可以进行C语言的过程化程序设计,又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计,还可以进行面向对象的程序设计。

C++发展史

1979年,贝尔实验室的本贾尼等人试图分析unix内核的时候,试图将内核模块化,于是在C语言的基础上进行扩展,增加了类的机制,完成了一个可以运行的预处理程序,称之为C with classes。

我们先来看下C++的历史版本:

现在公司主流使用还是C++98和C++11。

关于C++2X最新特性的讨论:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/107360459

C++现状:

C/C++在TIOBE编程语言社区

常年位居前五

在23年更是霸榜前三!

C++在工作领域中的应用

  1. 操作系统以及大型系统软件开发
  2. 服务器端开发
  3. 游戏开发
  4. 嵌入式和物联网领域
  5. 数字图像处理
  6. 人工智能
  7. 分布式应用

C++入门部分

C++关键字:

C++总计63个关键字,C语言32个关键字。

命名空间:

在介绍命名空间之前,先看下面代码所示:

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

这个代码很简单,实现的功能就是打印rand函数的值。(这里赋值为10.并且以全局变量定义)

那我们在这个代码实现的基础上加一个头文件:

#include<stdlib.h>

也就是说:

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

我们看一下在编译器中运行的结果:

加了个头文件后,编译器报错了,这是为什么呢?

我们看报错原因:说是rand函数重定义。这是因为在库中已经有了rand这个函数,如果再次使用rand这个名字定义变量或者函数时,编译器会分不清你到底想使用哪个rand,因而报错。

那么如何解决这个问题呢?

这就是我们要首先介绍的命名空间

C++为了解决C语言上述的问题

引出了命名空间这种玩法

(C++兼容C语言的所有语法)

命名空间定义:

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。

//NIC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 NIC
{
  // 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;
  }
  struct Test//结构体
  {
    int a[10];
    int val;
  };
}

命名空间相当于一个独立的作用域
命名空间中所有内容都局限于该命名空间中

当然,命名空间也可以嵌套:

namespace NIC
{
  // 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;
  }
  struct Test//结构体
  {
    int a[10];
    int val;
  };
  //命名空间的嵌套:
  namespace NIC2
  {
    int a;
    int b;
    int sum(int x, int y)
    {
      return x + y;
    }
    struct Student
    {
      int ID;
      char Name[20];
    };
  }
}

命名空间的使用:

那么我们回到我们最初的那个问题,既然我们现在知道了是函数冲突产生的问题,并且用命名空间解决,那么如何使用呢?

先看下面代码示例:

int main()
{
  printf("%d", NIC::rand);
  return 0;
}

我们刚才把rand函数包装在了我们的命名空间里,这里我们要打印rand的值,采用了命名空间名+::的形式,这就是使用命名空间的第一种方法:加命名空间名称及作用域限定符。

方法一:加命名空间名称及作用域限定符(不展开命名空间)

:: 域作用限定符。

通过域作用符我们就可以访问命名空间中的成员:

int main()
{
  printf("%d\n", NIC::rand);
  int b = NIC::Add(1, 3);
  printf("%d", b);
  struct NIC::Test node;
  return 0;
}

结果显示:

这个代码示例我们访问了我们命名空间里面的rand和Add函数。最后一个我们开辟了结构体的新节点。

方法二:使用using将命名空间中某个成员引入(展开空间中部分内容)

假设NIC空间中的rand使用频率很高

可以将rand变量单独展开到全局域

using NIC::rand;

假设NIC空间中的Add函数使用频率很高

可以将Add函数单独展开到全局域

using NIC::Add;

看一下测试代码:

using  NIC::rand;
int main()
{
  int b = rand;//rand展开直接用
  int c = NIC::Add(3, 5);//Add没有展开,需要用域作用符::访问
  printf("%d\n%d", b, c);
  return 0;
}

结果如下:

方法三:使用using namespace 命名空间名称 引入(展开空间中全部内容)

在空间NIC后面加上

using namespace NEO;

这句话的意思是:

将空间NIC展开为全局域

我们在看C++程序时经常看见:

using namespace std;

std就是C++的标准库。

当NIC空间被展开后

空间里的所有内容可以直接使用:

namespace NIC
{
  // 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;
  }
  struct Test//结构体
  {
    int a[10];
    int val;
  };
  //命名空间的嵌套:
  namespace NIC2
  {
    int a;
    int b;
     int sum(int x, int y)
     {
     return x + y;
     }
     struct Student
       {
      int ID;
      char Name[20];
      };
  }
}
using namespace NIC;
int main()
{
  int b = rand;
  printf("%d", b);
  return 0;
}

结果如下:

对命名空间展开的思考

假设我们将自定义NIC空间和标准库的std空间同时展开

那么整型变量rand和rand函数同时暴露在全局域

我们再去使用它时也会报错:

using namespace std;
using namespace NIC;

所以直接展开std标准库也有冲突风险

但是不展开的话,写输入输出会很麻烦

那么平时写代码时应该怎么办?

结论:

1.写项目时,尽量不要展开标准库

2.日常练习时应该展开标准库

3.写项目使用部分常用内容展开

C++输入与输出:

C语言输入输出方式,相信大家都并不陌生,那么C++如何输入输出呢?

在C++中,输入输出用的是IO流,跟C语言一样,在使用C++输入输出前要包含一个头文件:

#include<iostream>

其次,因为输入输出函数直接在库里面,我们可以直接展开std库也可以访问std库。

using namespace std;
using std::cout
using std::cin
using std::endl

具体用什么方式应人而异,根据自己习惯选择。

cout(标准输出对象(控制台))

C++中用:cout<< 来进行打印输出。(console:控制台 out:输出)

<<:流插入运算符

using std::cout;
int main()
{
  cout << "hello world\n";
  return 0;
}

输出结果:

从代码示例,我们可以理解为:hello word字符串就是流,流向到对象(终端)中去,进行打印输出。

补充1:

在C语言中,根据类型不同,我们用printf函数打印的时候,需要指定格式才能打印:

int main()
{
  int a = 10;
  double b = 5.5;
  printf("%d %.2lf", a, b);
  return 0;
}

但是我们C++中,会自动识别类型:

using std::cout;
int main()
{
  cout << "hello world\n";
  int a = 10;
  double b = 5.5;
  cout << a<<"\n";
  cout << b;
  return 0;
}

输出结果:

不仅如此:打印的时候我们可以多次用<<流插入运算符。

using std::cout;
int main()
{
  cout << "hello world\n";
  int a = 10;
  double b = 5.5;
  cout << a<<"\n"<<b<<"\n"<<"hello world\n"<<'\n';
  return 0;
}

输出结果:

补充2:

在C++中,我们可以用endl来表示换行符。(end:结尾 Line:行)

int main()
{
  // IO流
  // 自动识别输出变量的类型
  // <<流插入
  std::cout << "hello world\n";
  int a = 10;
  double b = 11.11;
  //std::cout << a << "\n";
  //std::cout << b << "\n";
  std::cout << a << "\n" << b << '\n';
  std::cout << a << std::endl << b << std::endl;
  return 0;
}

输出结果:

cin(标准输入对象(键盘))

C++中用:cin>>来进行获取键盘输入。(console:控制台 in:里面)

<<:流提取运算符

using  std::cin;
using  std::cout;
using  std::endl;
int main()
{
  int a;
  double b;
  // 流提取
  cin >> a >> b;
  cout << a  << endl << b << endl;
  cout << a << endl << b << endl;
  return 0;
}

输出结果:

注意:关于cout和cin还有很多更复杂的用法,比如控制浮点数输出精度,控制整形输出进制格式等等。因为C++兼容C语言的用法,这些又用得不是很多,我们这里就不展开学习了。后续如果有需要,我
们可以进行网上查阅并仔细学习。

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