【C++入门】—— C++入门 (上)_命名空间

简介: 【C++入门】—— C++入门 (上)_命名空间

前言: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年代, 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。



本篇主要内容:

C++学习前言

C++入门知识

什么是C++:

  • 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。

1. C++学习前言

1.1 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。

阶段 内容
C with classes 类及派生类、公有和私有成员、类的构造和析构、友元、内联函数、赋值运算符重载等
C++1.0 添加虚函数概念,函数和运算符重载,引用、常量等
C++2.0 更加完善支持面向对象,新增保护成员、多重继承、对象的初始化、抽象类、静态成员以及const成员函数
C++3.0 进一步完善,引入模板,解决多重继承产生的二义性问题和相应构造和析构的处理
C++98 C++标准第一个版本,绝大多数编译器都支持,得到了国际标准化组织(ISO)和美国标准化协会认可,以模板方式重写C++标准库,引入了STL(标准模板库)
C++03 C++标准第二个版本,语言特性无大改变,主要:修订错误、减少多异性
C++05 C++标准委员会发布了一份计数报告(Technical Report,TR1),正式更名C++0x,即:计划在本世纪第一个10年的某个时间发布
C++11 增加了许多特性,使得C++更像一种新语言,比如:正则表达式、基于范围for循环、auto关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等
C++14 对C++11的扩展,主要是修复C++11中漏洞以及改进,比如:泛型的lambda表达式,auto的返回值类型推导,二进制字面常量等
C++17 在C++11上做了一些小幅改进,增加了19个新特性,比如:static_assert()的文本信息可选,Fold表达式用于可变的模板,if和switch语句中的初始化器等
C++20 自C++11以来最大的发行版,引入了许多新的特性,比如:模块(Modules)、协程(Coroutines)、范围(Ranges)、概念(Constraints) 等重大特性,还有对已有特性的更新:比如Lambda支持模板、范围for支持初始化等
C++23 制定ing

C++还在不断的向后发展

关于C++23的讨论:

C++23


1.2 C++的重要性

语言的使用广泛度:

C/C++在TIOBE编程语言社区排行中名列前茅,长期把榜前五!

在工作领域:

C++在工作领域,实际生活上运用非常广泛!

C++比较适合的场景:

  • 操作系统以及大型系统软件开发
  • 服务器端开发
  • 游戏开发
  • 嵌入式和物联网领域
  • 数字图像处理
  • 人工智能

因此认真学习,学好C++是很重要的!!!


2. C++入门知识

(C++兼容C语言的所有语法)

2.1 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,如果我们取变量名和库中的变量名一样就会发生冲突

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int rand = 10;
// 库里面也有一个rand,所以在C语言中就会报错
int main()
{
  printf("%d\n", rand);
  return 0;
}

命名空间的出现 就是为了针对这种问题,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!


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。

namespace pxt
{
  // 命名空间中可以定义变量/函数/结构体
  int rand = 10;

  struct data
  {
    int num;
  };

  int Sub(int x, int y)
  {
    return x - y;
  }

  // 命名空间也可以嵌套
  namespace xyyj
  {
    int Add(int x, int y)
    {
      return x + y;
    }
  }
}

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

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


命名空间的使用

虽然知道了有命名空间,但是我们该如何去使用它呢?

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
  • 展开部分命名空间的成员
  • 展开命名空间

加命名空间名称及作用域限定符

当我们想使用命名空间中的某个成员是,我们可以使用 :: 操作符

namespace pxt
{
  int rand = 10;

  int a = 10;

  int b = 20;
}

int main()
{
  printf("%d\n", pxt::rand);
  printf("%d\n", pxt::b);
  return 0;
}

这样使用::就可以使用命名空间中的成员


展开部分命名空间的成员

在一个命名空间中,如果一个成员频繁的被使用,我们就可以用using将他展开,来方便我们的使用

namespace pxt
{
  int rand = 10;

  int a = 10;

  int b = 20;
}

using pxt::rand;

int main()
{
  printf("%d\n", rand);
  printf("%d\n", pxt::b);
  return 0;
}

展开命名空间

如果一个命名空间中的成员基本都会频繁使用,我们可以直接将整个命名空间展开变成全局域

using namespace pxt;

我们以后在编写C++代码是会经常用到

using namespace std;
// std就是C++的标准库,这里就是将标准库展开
namespace pxt
{
  int rand = 10;

  int a = 10;

  int b = 20;
}

using namespace pxt;

int main()
{
  printf("%d\n", rand);
  printf("%d\n", b);
  return 0;
}

当我们的命名空间被展开后,空间中的所有成员都可以直接使用


2.2 C++输入&输出

在每次接触到新语言时,我们都会以全新的方式打个招呼,我们来看看C++是怎么实现的!

#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()
{
  cout<<"hello world"<<endl;
  return 0;
}

对于一种全新的语言和概念,我们这里解释一下:

  • 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。
  • cout和cin是全局的流对象,endl是特殊的C++符号,表示换行输出,他们都包含在包含头文件中。
  • <<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,这些知识我们我们后续才会学习,所以我们这里只是简单学习他们的使用。
int main()
{
  int a = 10;
  double b = 99.9;
  // 可以自动识别变量的类型
  cout << a << " " << b << endl;
  return 0;
}

std命名空间的使用惯例:

std是C++标准库的命名空间,如何展开std使用更合理呢?

  • 在日常练习中,建议直接using namespace std即可,这样就很方便。
  • 在项目开发中,由于代码多,规模大,不建议直接展开使用
  • 写项目使用时,应该使用指定命名空间展开常用对象的方式

3. 总结

在本章节中,我们介绍了C++的发展史及其在社会上的重要意义,在C++主要入门知识上,我们又介绍了命名空间和C++上的输入和输出,而命名空间解决了C语言遗留下来的问题。让C++的开发变得便利,但是C++的我们才踏进来一点点,还有许多入门知识期待下回分解!

谢谢大家支持本篇到这里就结束了

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