前言:
学完C语言和初阶数据结构,感觉自己又行了?
接下来进入C++的学习,准备好接受头脑风暴吧。
一、第一个C++程序
C++ 的第一个程序,梦回出学C语言,第一次使用C语言写代码;这里使用C++写第一个C++代码。
#include<stdio.h> int main() { printf("Hello,World ! ! !\n"); return 0; }
看到这里,很疑惑?不是第一个C++程序代码吗?怎么使用C语言来写呢?
这里C++兼容C语⾔绝⼤多数的语法,所以C语⾔代码也可以运行,C++文件后缀为.cpp,vs编译器对后缀为 .cpp的文件就会调⽤C++编译器编译;linux下要⽤g++编译,不再是gcc。
当然呢,C++ 也有自己的输入输出,来看使用C++代码实现第一个C++程序:
#include<iostream> int main() { cout << "Hello World!!!" << endl; return 0; }
在接下来的学习中,一一来学习C++这些知识。
二、命名空间
2.1、命名空间的作用
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就是对标识符的名称进行本地化,来避免命名冲突或,namespace关键字的出现就是针对命名冲突这种问题的。
在C语言中,类似与下面程序这样的命名冲突,是一个普遍存在的问题,C++引入namespace就是为了更好的解决这样的问题。
#include<stdio.h> #include <stdlib.h> 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; }
2.2、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/类型等等。
- namespace本质上是定义出一个域,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就不存在冲突(可以解决如上图所示命名冲突问题)。
- C++ 中域有函数局部域、全局域、命名空间与和类域;域影响的编译时语法查找一个变量/函数/类型出处(声明和定义)的编辑,所以有了域的隔离,名字冲突问题就解决了。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的生命周期。
- namespace只能定义在全局,当然,也可以嵌套定义。
- 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)的命名空间里。
定义命名空间:
#include<stdlib.h> namespace HL { int rand = 0; int Add(int x, int y) { return x + y; } } int main() { printf("%p\n", rand); printf("%d\n", HL::rand); printf("%d\n", HL::Add(1, 2)); return 0; }
嵌套定义:
namespace HL { namespace H { int rand = 0; int Add(int x, int y) { return x + y; } }; namespace L { int rand = 1; int Add(int x, int y) { return (x + y) * 10; } } } int main() { printf("%d\n", HL::H::rand); printf("%d\n", HL::L::rand); printf("%d\n", HL::H::Add(1,2)); printf("%d\n", HL::L::Add(1,2)); return 0; }
多文件定义命名空间:
多个文件定义同名的namespace,它们会默认合并到一起,就像同一个namespace一样。
2.3、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。我们要使用命名空间中定义的变量或者函数是,有以下三方式:
- 指定命名空间访问,(在项目实践中推荐)。
- 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)。
- 展开命名空间中的全部成员(项目实现中不推荐,冲突风险大)。
不会主动到命名空间去查找变量/函数
指定命名空间访问
namespace HL { int a = 1; int b = 0; } int main() { printf("%d\n", HL::a); printf("%d\n", HL::b); return 0; }
展开某个成员
namespace HL { int a = 1; int b = 0; } using HL::a; int main() { printf("%d\n", HL::a); //printf("%d\n", HL::b); 这里会提示未定义的标识符‘b’ return 0; }
展开全部成员
namespace HL { int a = 1; int b = 0; } using namespace HL; int main() { printf("%d\n", HL::a); printf("%d\n", HL::b); return 0; }
三、C++输入输出
- <iostream> 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 character(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,相当于一个换行字符刷新缓冲区。
- << 是流插入运算符, >> 是流提取运算符。(C语言中为位运算左移和右移)
- 使用C++输入输出更方便,不需要像 printf和scanf那样手动指定格式,C++的输入输出可以自动识别变量类型(本质上是通过函数重载实现的),更重要的是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,继承等很多方面的知识,这些知识在接下来C++的学习中都会学到(这里简单了解一下)
- cout/cin/endl 等都属于C++标准库,C++标准库都放在一个叫std 的命名空间中,所以,我们需要通过命名空间的使用方式来使用它们。
- 这里没有包含<stdio.h>,也能够使用printf 和 scanf,在包含<iostream>间接包含了。使用VS编译器是这样的,其他的编译器可能会报错。
using namespace std; int main() { int a = 0; double d = 1.1; cout << a << endl; cout << d << endl; //输入 cin >> a; cin >> d; cout << a << " " << d << endl; //C输入 scanf("%d%lf", &a, &d); printf("%d %lf\n", a, d); return 0; }
C++是兼容C语言的,也可以加上以下代码让C++不在兼容C语言,提高C++ IO效率
#include<iostream> 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); cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr); return 0; }
四、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了一个缺省值。再调用该函数时,如果没有指定实参则采用该形参的缺省值,否则就使用指定的实参,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做默认参数)。
- 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重复出现,规定函数声明给缺省参数。
缺省参数:
using namespace std; void test1(int a = 0) { cout << a << endl; } int main() { test1(); test1(9); return 0; }
全缺省参数:
//全省参数 void test2(int a = 0, int b = 1, int c = 2) { cout << "a= " << a << endl; cout << "b= " << b << endl; cout << "c= " << c << endl; cout << endl; } int main() { test2(); test2(11); test2(11, 22); test2(11, 22, 33); return 0; }
半缺省参数:
//半缺省参数 void test3(int a, int b = 1, int c = 2) { cout << "a= " << a << endl; cout << "b= " << b << endl; cout << "c= " << c << endl; cout << endl; } int main() { test3(11); test3(11, 22); test3(11, 22, 33); return 0; }
五、函数重载
C++支持在同一作用域中出现同名函数,但是要求这些函数的形参不同,可以是参数个数不同或者参数类型不同;这样C++函数调用就表现了多态行为,使用更加灵活。(C语言是不支持同一作用域中出现同名函数的)
函数参数类型不同:
//参数类型不同 int Add(int x, int y) { cout << "Add(int x,int y)" << endl; return x + y; } double Add(double x, double y) { cout << "Add(double x,double y)" << endl; return x + y; } int main() { cout << Add(1, 2) << endl; cout << Add(1.1, 2.2) << endl; return 0; }
函数参数个数不同:
void fun() { cout << "If you never leave." << endl; } void fun(int a) { cout << "I will live and die together." << endl; } int main() { fun(); fun(1); return 0; }
这里有一个需要注意的点,如果只有参数,而且给了缺省参数,(如果这是还有一个与其命名相同的函数(没有参数),调用时就会报错)
参数类型顺序不同:
//参数的类型顺序不同 void Test(int a, char c) { cout << "If you never leave." << endl; } void Test(char c, int a) { cout << "I will live and die together." << endl; } int main() { Test('x', 1); Test(1, 'x'); return 0; }//参数的类型顺序不同 void Test(int a, char c) { cout << "If you never leave." << endl; } void Test(char c, int a) { cout << "I will live and die together." << endl; } int main() { Test(1, 'x'); Test('x', 1); return 0; }