C++基础入门

简介: C++基础入门

C++的第⼀个程序
C++兼容C语⾔绝⼤多数的语法,所以C语⾔实现的helloworld依旧可以运⾏,C++中需要把定义⽂件 代码后缀改为.cpp,vs编译器看到是.cpp就会调⽤C++编译器编译,linux下要⽤g++编译,不再是gcc

// test.cpp

include

int main()
{
printf("hello world\n");

return 0;
}
当然C++有⼀套⾃⼰的输⼊输出,严格说C++版本的helloworld应该是这样写的。

// test.cpp
// 这⾥的std cout等我们都看不懂,没关系,下⾯我们会依次讲解

include

using namespace std;

int main()
{
cout << "hello world\n" << endl;

return 0;
}
命名空间
namespace的价值
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的。 c语⾔项⽬类似下⾯程序这样的命名冲突是普遍存在的问题,C++引⼊namespace就是为了更好的解决 这样的问题。

include

include

int rand = 10;

int main()
{
// 编译报错:error C2365: “rand”: 重定义;以前的定义是“函数”
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
namespace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。命名空间中可以定义变量/函数/类型等。
namespace本质是定义出⼀个域,这个域跟全局域各⾃独⽴,不同的域可以定义同名变量,所以下 ⾯的rand不在冲突了。
C++中域有函数局部域,全局域,命名空间域,类域;域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/ 类型出处(声明或定义)的逻辑,所有有了域隔离,名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响 编译查找逻辑,还会影响变量的⽣命周期,命名空间域和类域不影响变量⽣命周期。
namespace只能定义在全局,当然他还可以嵌套定义。
项⽬⼯程中多⽂件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace,不会冲突。
C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。
下面这代码,命名空间为bit,在使用bit命名空间的时候,前面要加bit::

局部域出了生命周期就销毁了。
命名空间域就是为了跟全局域进行隔离的,不能把命名空间域定义在局部。

int x = 0;//全局域

namespace bit
{
int x = 1;//命名空间域
}

void func()
{
//这个局部域只能在当前局部域内访问
int x = 2;//局部域
}

int main()
{
int x = 3;//局部域

printf("%d\n", x);//这个会在局部搜索,再到全局搜索
printf("%d\n", bit::x);//访问命名空间域
printf("%d\n", ::x);//访问全局

return 0;

}

命名空间可以嵌套

//命名空间可以嵌套
namespace bit
{
//在bit命名空间嵌套a和b的命名空间
namespace a
{
int tab = 99;
int add(int x, int y)
{
return x + y;
}
}

namespace b
{
    int tab = 10;
    int att(int x, int y)
    {
        return x * y;
    }
}

}

int main()
{
printf("%d \n",bit::a::tab);
printf("%d \n",bit::b::tab);

printf("%d \n", bit::a::add(13, 23));
printf("%d \n", bit::b::att(5, 5));

}

多⽂件中可以定义同名namespace,他们会默认合并到⼀起,就像同⼀个namespace⼀样

命名空间的使用
编译查找⼀个变量的声明/定义时,默认只会在局部或者全局查找,不会到命名空间⾥⾯去查找。所以下⾯程序会编译报错。所以我们要使⽤命名空间中定义的变量/函数,有三种⽅式:

指定命名空间访问,项⽬中推荐这种⽅式。
using将命名空间中某个成员展开,项⽬中经常访问的不存在冲突的成员推荐这种⽅式。
展开命名空间中全部成员,项⽬不推荐,冲突⻛险很⼤,⽇常⼩练习程序为了⽅便推荐使⽤。
下面这个代码我们可以看到“a”未声明的标识符,因为a不能访问到fang里的a。

include

namespace fang
{
int a = 10;
int b = 20;
}

int main()
{
编译报错:error C2065: “a”: 未声明的标识符
printf("%d \n", a);
return 0;
}
// 指定命名空间访问
int main()
{
printf("%d\n", fang::a);
return 0;
}
using将命名空间中某个成员展开
using可以把命名空间的成员暴露到全局,。

注意的是全局变量的名字不能和命名空间的成员名字一样。

// using将命名空间中某个成员展开

using namespace fang;//默认到局部找,再到全局找

int main()
{
printf("%d\n", a);//fang暴露到全局后,就不用加fang::了
printf("%d\n", b);
return 0;
}
展开命名空间中全部成员,项⽬不推荐,冲突⻛险很⼤,⽇常⼩练习程序为了⽅便推荐使⽤。

下面这代码,using单独暴露a在全局变量,

打印b可以访问fang里的b成员,也可以访问全局变量的b,单独暴露可以避免全部暴露带来的名字冲突。

// using将命名空间中某个成员展开

namespace fang
{
int a = 10;
int b = 20;
}

using fang::a;//把a单独暴露到全局

int b = 99;

int main()
{
printf("%d\n",a);
printf("%d\n",a);
printf("%d\n",a);
printf("%d\n",a);
printf("%d\n",a);
fang::b++;
printf("%d\n",fang::b);

printf("%d\n", b);//全局的b
return 0;

}

结果:

C++输⼊&输出

是 Input Output Stream 的缩写,是标准的输⼊、输出流库,定义了标准的输⼊、输出对象。
std::cin 是 istream 类的对象,它主要⾯向窄字符(narrow characters (of type char))的标准输
⼊流。
std::cout 是 ostream 类的对象,它主要⾯向窄字符的标准输出流。
std::endl 是⼀个函数,流插⼊输出时,相当于插⼊⼀个换⾏字符加刷新缓冲区。
<<是流插⼊运算符,>>是流提取运算符。(C语⾔还⽤这两个运算符做位运算左移/右移)
使⽤C++输⼊输出更⽅便,不需要像printf/scanf输⼊输出时那样,需要⼿动指定格式,C++的输⼊输出可以⾃动识别变量类型(本质是通过函数重载实现的,这个以后会讲到),其实最重要的是C++的流能更好的⽀持⾃定义类型对象的输⼊输出。
IO流涉及类和对象,运算符重载、继承等很多⾯向对象的知识,这些知识我们还没有讲解,所以这⾥我们只能简单认识⼀下C++ IO流的⽤法,后⾯我们会有专⻔的⼀个章节来细节IO流库。
cout/cin/endl等都属于C++标准库,C++标准库放在⼀个叫std(standard)的命名空间中,所以要通过命名空间的使⽤⽅式去⽤他们。
⼀般⽇常练习中我们可以using namespace std,实际项⽬开发中不建议using namespace std。
这⾥我们没有包含,也可以使⽤printf和scanf,在包含间接包含了。vs系列编译器是这样的,其他编译器可能会报错。
std::cout标准输出流,它是把数值转换成字符输出到屏幕(终端)上的,如果本身就是字符就不用转换。

std::cin的标准输⼊流,它就是把在屏幕(终端)上输入的字符转换成对应的整行或浮点型,给给变量。

std::endl是⼀个函数,流插⼊输出时,相当于插⼊⼀个换⾏字符加刷新缓冲区。

std::cout标准输出流
c++的标准输出流(可以自动识别类型)然后输出,不像c语言一样,需要指定类型输出。

int main()
{
// << 流插入
std::cout << "您好";
int a = 10;
std::cout << a;

double b = 5.99;
std::cout << b;

}
结果:

但是要怎么换行呢,我们可以直接用std::endl这是一个函数。

std::endl换行
相当于插⼊⼀个换⾏字符加刷新缓冲区

int main()
{
// << 流插入
std::cout << "您好" << std::endl;
int a = 10;
std::cout << a << std::endl << std::endl;

double b = 5.99;
std::cout << b << std::endl;

}

std::cin的标准输⼊流
std::cin的标准输⼊流,它就是把在屏幕(终端)上输入的字符转换成对应的整行或浮点型,给给变量。

int main()
{
int a = 0;
double b = 10;
//输入流
std::cin >> a >> b;
//输出流
std::cout << a << " " << b << std::endl;

}
输入了5和9.9,输出了5和9.9。

可以把cout和cin暴露出来,这样就不用在前面加std::了

include

using namespace std;
int main()
{
// 在io需求⽐较⾼的地⽅,如部分⼤量输⼊的竞赛题中,加上以下3⾏代码
// 可以提⾼C++IO效率
ios_base::sync_with_stdio(false);//这一句是让c++不在兼容c语言,关掉
cin.tie(nullptr);//不在跟其他流绑定,自己做自己的
cout.tie(nullptr);//不在跟其他流绑定,自己做自己的
return 0;
}
缺省参数
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,缺省参数分为全缺省和半缺省参数。(有些地⽅把缺省参数也叫默认参数)
全缺省就是全部形参给缺省值,半缺省就是部分形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省,不能间隔跳跃给缺省值。
带缺省参数的函数调⽤,C++规定必须从左到右依次给实参,不能跳跃给实参。
函数声明和定义分离时,缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现,规定必须函数声明给缺省值。
缺省参数就是在行参里给一个赋值,就是缺省参数,

不传参时,使用的就是缺省参数,传参时,使⽤指定的实参。

include

include

using namespace std;

void fang(int a = 0)//缺省参数
{
cout << a << endl;
}
int main()
{
fang();// 没有传参时,使⽤参数的默认值
fang(10); // 传参时,使⽤指定的实参
return 0;
}
全缺省
全缺省就是全部都是缺省参数,不传参时,使用的就是缺省参数,传参时,使⽤指定的实参,

传1的时候,a就是1了,传1和2的时候,a就是1,b就是2,传1,2,3的话,a是1,b是2,c是3。

include

using namespace std;
// 全缺省
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
Func1();
Func1(1);
Func1(1, 2);
Func1(1, 2, 3);
return 0;
}

半缺省
半缺省我们可以看到行参a没有被赋值,b和c都被赋值了,这就是半缺省。

include

using namespace std;

// 半缺省
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
Func2(100);
Func2(100, 200);
Func2(100, 200, 300);
return 0;
}

缺省参数不能声明和定义同时给,能在声明给。

// Stack.h

include

include

using namespace std;
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType a;
int top;
int capacity;
}ST;
void STInit(ST
ps, int n = 4);
// Stack.cpp

include"Stack.h"

// 缺省参数不能声明和定义同时给
void STInit(ST ps, int n)
{
assert(ps && n > 0);
ps->a = (STDataType
)malloc(n * sizeof(STDataType));
ps->top = 0;
ps->capacity = n;
}
// test.cpp

include"Stack.h"

int main()
{
ST s1;
STInit(&s1);
// 确定知道要插⼊1000个数据,初始化时⼀把开好,避免扩容
ST s2;
STInit(&s2, 1000);
return 0;
}
函数重载
C++⽀持在同⼀作⽤域中出现同名函数,但是要求这些同名函数的形参不同,可以是参数个数不同或者类型不同。这样C++函数调⽤就表现出了多态⾏为,使⽤更灵活。C语⾔是不⽀持同⼀作⽤域中出现同名函数的。

函数重载就像是同一个函数,不同的行为。

参数类型不同
类型不同,也可以找到对应的函数。

include

using namespace std;

// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}

double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}

int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
return 0;
}

参数个数不同
参数的个数不同,也可以找到对应的函数。

include

using namespace std;

// 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}

int main()
{

f();
f(10);

return 0;

}

参数的顺序不同
参数的顺序不同,也可以找到对应的函数。

include

using namespace std;

// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}

int main()
{
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}

返回函数不同不是函数重载
返回函数不同不是函数重载,因为调⽤时也⽆法区分

// 返回值不同不能作为重载条件,因为调⽤时也⽆法区分
void fxx()
{
}

int fxx()
{
return 0;
}
下⾯两个函数构成重载,个数不同
但是f()调⽤时,会报错,存在歧义,编译器不知道调⽤谁。

是构成重载,但是不能调用。

// 下⾯两个函数构成重载
// f()但是调⽤时,会报错,存在歧义,编译器不知道调⽤谁
void f1()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f1(int a = 10)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
引⽤

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