从C语言到C++：C++入门知识（1）

前言：

在之前的所有的文章我都是用C语言的方式实现的各种代码，那么本期往后我将会采用C++语言，那么在本期首先让我们了解一下C++的基本发展以及C++相比C语言又需要注意的点，话不多说，我们直接开始：

1. 什么是C++

       C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。

       1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：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++祖师爷： 本贾尼·斯特劳斯特卢普（Bjarne Stroustrup）

2. C++的发展史

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。

语言的发展就像是练功打怪升级一样，也是逐步递进，由浅入深的过程。我们先来看下C++的历史版本。

3. C++关键字（C++98）

C++总计63个关键字，C语言32个关键字

在C++中的关键字有一部分在C语言阶段都以及接触过了，所以就不对具体的关键字进行太多的解释，在后续的学习中会细致解释：

4.命名空间

在了解命名空间前我们可以先来看一看在屏幕上打印 Hello World! 这个字符串，C++程序和C语言程序的不同

C语言程序：

//头文件的包含
#include <stdio.h>
//主函数
int main()
{
  //打印函数
  printf("Hello World!\n");
  return 0;
}

C++程序：

//头文件的包含
#include <iostream>
//命名空间的展开
using namespace std;
//主函数
int main()
{
  //打印
  cout << "Hello World!" << endl;
  return 0;
}

1. 两者头文件的包含有区别

2. C++中多了一个命名空间

3. 两者输出（打印）函数有区别

那么接下来就来了解一下C++中这个神奇的功能：命名空间

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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
  //C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题，所以C++提出了namespace来解决
  printf("%d\n", rand);
  return 0;
}

这样的程序是会报错的（错误C2365  “rand”: 重定义；以前的定义是“函数” ），因为我们自己定义的变量rand和库里面的rand名称冲突，如果要解决就需要重新命名，那么在C++中就提出了namespace来解决这个问题。

4.1 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。

1.正常的命名空间定义

命名空间中可以定义变量、函数、类型

//命名空间的名字是任意的，在这里我使用的是我的名字的缩写
// 1. 正常的命名空间定义
namespace ywh
{
  // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
  //变量
  int rand = 0;
  char ch = 'a';
  int a[10] = { 0 };
  //函数
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
  //类型
  struct Node
  {
    int val;
    struct Node* next;
  };
}

2.命名空间可以进行嵌套

//2. 命名空间可以进行嵌套
//Test.cpp
namespace N1
{
  int a;
  int b;
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
  //进行嵌套
  namespace N2
  {
    int c;
    int d;
    int Sub(int x, int y)
    {
      return x - y;
    }
  }
}

3. 允许存在多个相同名称的命名空间

头文件Test.h

//3. 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。
//Test.h
namespace N1
{
  int Mul(int x, int y)
  {
    return x * y;
  }
}

一个工程中的Test.h和上面Test.cpp中两个N1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。

4.2命名空间的使用

首先说明C++是兼容C语言的，所以在C++编译文档中也是可以使用C语言的。

定义好了命名空间，那么该怎么使用呢？看下面的代码：

//命名空间的使用
namespace N1
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
}
int main()
{
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}

这段代码在编译的时候会报错：“a”未声明的标识符。也就是说编译器不认识我们自己定义的命名空间，那么命名空间正确的使用方式是怎么样的呢？

4.2.1命名空间使用的三种方式

1.加命名空间名称及作用域限定符

这里要使用到一个知识点：预作用限定符“ ：：”，在这里它的作用是访问命名空间成员，使用“ ：：”可以指定要访问的命名空间中的成员。

//命名空间的使用
namespace N1
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
}
int main()
{
  //使用预作用限定符
  printf("%d\n", N1::a);
  return 0;
}

2.使用using将命名空间中某个成员引入

namespace N1
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
}
//命名空间的使用
//部分展开
using N1::b;
int main()
{
  //使用预作用限定符
  printf("%d\n", N1::a);
  //使用using
  printf("%d\n", b);
  return 0;
}

3.使用using namespace 命名空间名称 引入

namespace N
{
  int a = 1;
  int b = 0;
  int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
}
//全部展开
using namespace N;
int main()
{
  printf("%d\n", b);
  printf("%d\n", Add(10,20));
  return 0;
}

看到这里我们就可以对C++代码的第一行的代码进行解读：

using namespace std;

std是C++标准库的命名空间，当我们将std全部展开以后就可以直接用标准库。

5.输入、输出

我们先来看看C++的输入和输出

#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
using namespace std;
int main()
{
  //输入
  int a = 0;
  cin >> a;
  //输出
  cout << "Hello world!!!" << endl;
  cout << "a = " << a << endl;
  return 0;
}

说明：

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.于C语言不同的是C++中的输入和输出是运算符，而C语言中的输入和输出是函数。

5.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。

#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;
  //自动识别类型
  cout << a << endl;
  cout << b << " " << c << endl;
  return 0;
}

6.缺省参数

6.1缺省参数概念

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。

//         缺省参数          
void Func(int a = 1)
{
  cout << a << endl;
}
int main()
{
  // 没有传参时，使用参数的默认值
  Func();
  // 传参时，使用指定的实参
  Func(10); 
  return 0;
}

6.2缺省参数的分类

1.全缺省

//全缺省参数
void Fun(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  cout << "c = " << c << endl;
  cout << endl;
}
int main()
{
    // 显示传参，从左往右显示传参
  Fun();
    //传一个参数默认只能传给第一个参数
  Fun(1);
  Fun(1, 2);
  Fun(1, 2, 3);
  //是不能这样进行传参的
  //Fun(1, , 3);
  return 0;
}

2.半缺省参数

//半缺省参数
//必须从右往左给缺省值
void Fun(int a, int b = 20, int c = 30)
{
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  cout << "c = " << c << endl;
  cout << endl;
}
int main()
{
  //半缺省不能传空
  Fun(1);
  Fun(1, 2);
  Fun(1, 2, 3);
  return 0;
}

注意：

1.  半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给。

2.  缺省参数不能在函数和声明中同时出现（声明给，定义不给）。

3.  缺省值必须是常量或者全局变量 。

4.  C语言不支持（编译器不支持）。

朋友们、伙计们，美好的时光总是短暂的，我们本期的的分享就到此结束，最后看完别忘了留下你们弥足珍贵的三连喔，感谢大家的支持！