初步了解C++ - 技术栈

一：什么是C++？

二.C++发展史

三:C++关键字

四：命名空间

[4.3.2 使用using将命名空间的某个成员引入](#4.3.2 使用using将命名空间的某个成员引入)

4.3.3使用using把整个命名空间展开

一：什么是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 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。 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 。

二.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 。

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。

|----------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 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。但是：现在 公司主流使用还是 C++98 和 C++11。

三:C++关键字

C++关键字总计63个关键字，C语言32个关键字。

ps:下面只是看一看C++的关键字，不对关键字进行详细的讲解，后面会随着对C++的学习深入，进行详细的讲解。

四：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的。

4.1命名空间的介绍

//在C语言中，写这段代码看似是没有任何问题的，打印的结果应该是10

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

	return 0;
}

但是，实际情况，和我们预想的其实是十分不符的

在运行代码的时候，编译器却告诉我们rand重定义，以前的定义是函数

我们可以看到，在stdilb的头文件中，又定义一个名为rand的函数,所以在有这个文件的其概况下，如果，我们再定义一个变量叫，rand就会和库函数里面的rand冲突，这是我们就不得不改名字了

这是，为了解决这个问题，C++的namespace出现了，将定义的rand变量放入namespace（括号外面没有分号，和结构体不同）中，就相当于放入了自己的私人空间，就不会和库文件冲突。

这是，定义的rand和库函数里面的文件就不会冲突，由于rand返回的是地址，要用%p打印

如果我们将头文件隐藏，在此调用main函数里面的rand,编译器会不会在我们的命名空间里面找呢？

看来答案是不会，为什么呢？

因为，把变量放在namespace中，相当于放在自己的私人领域，没有允许，编译器是不会在里面查找的，编译器默认查找变量，函数...的顺序是先在当前局部域找，让后再到全局域找，找不到就报错：未声明的标识符

那如何编译器可以进入namespace中查找呢？

我们可以在C语言中，如何使用全局变量？

所以，访问命名空间的变量，和访问全局变量的操作一样，使用域限制符：：

4.2命名空间的使用

在命名空间中，可以定义变量，函数，结构体....

在不同的命名空间中，可以定义相同名字的变量，函数等....（两个命名空间相当于两个不同的域）

使用的时候只要指定特地的域就可以使用对应的Add函数

命名空间可以嵌套定义

namespace zq
{

	int rand = 10;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
	struct ListNode
	{
		int x;
		int y;
	};

	namespace z
	{
		int Add(int x, int y)
		{
			return (x + y) * 10;
		}
	}
}

在一个项目工程中，允许存在多个下相同名称的命名空间，编译器最终会合成到同一个空间

那如果在Test.cpp和3_29.cpp都在zq的空间里面，起来一个叫Add的函数，那肯定是不行的，最终合并的时候，肯定会报错，重定义。

两种解决方案：1.其中一个改名字

2.命名空间的嵌套

4.3命名空间的使用

4.3.1使用作用域限定符

第一种方案就是使用作用域限定符（：：），指定作用域

4.3.2 使用using将命名空间的某个成员引入

上面的第一个方案，如果在命名空间里有一个变量经常被使用，每次指定就有点麻烦，这是我们可以把这个变量用using展开（类似于加一个声明）这样编译器在查找时就可以查找到这个变量

namespace zq
{
	int x = 10;
	int y = 20;
	
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
}

using zq::x;

int main()
{
	printf("%d\n", x);
	printf("%d\n", zq::y);
	printf("%d\n", zq::Add(10, 20));

	return 0;
}

4.3.3使用using把整个命名空间展开

使用using把整个命名空间展开，就相当于加了一个声明，让编译器在查找时，先查找局部域，再查找全局域，最后既可以查找展开的命名空间。

这样的有一个优点就是敲代码的比较方便，不用每次都要使用限定符

但是这样写有潜在的危险

情况一：

在全局变量中有和命名空间相同名的变量，在main函数中，就会指代不明

情况二：

namespace zq
{
	typedef struct ListNode
	{
		int x;
		int y;
	}LTN;

	void LTNInit(LTN* ps)
	{}
}

struct LNode
{
	int x;
	int y;
};

void LTNInit(struct LNode* ps)
{}

using namespace zq;
int main()
{
	struct LNode st1;
	LTNInit(&st1);


	zq::LTN st;
	LTNInit(&st);
}

如果变量的所在域指定明确，那么即使函数重名，与会根据变量所在的域调用对应域的函数

情况三：

如果同时展开两个命名空间，如果存在同名的结构，在调用时就会有调用歧义，会出错

综上上面三个情况，如果将命名空间全部展开会有很大的风险，所以不建议直接将命名空间展开，最好只是展开局部常用的变量

4.4命名空间使用总结

使用namespace就是将一部分域化为私人所有，如果没有允许，编译器是无法访问的。

到这里，我们一共学习了三个域，全局域，局部域，命名空间域

前两域改变生命周期，即局部域声明周期短，出了局部域，变量就会自动销毁

但是全局域的变量生命周期就是程序的运行时间，程序一直运行，全局变量就一直存在

但是命名空间域不影响生命周期，如果定义在全局域，就和全局变量生命周期一样，定义在局部域就和局部变量一样。

域可以做到名字的隔离。

不同域可以定义同名变量/函数/结构体....

命名空间域可以合并

域影响编译器查找规则。

五：C++输入和输出

1.使用C++必须包含一个头文件iostream，使用cout标准输出对象 （控制台）和cin标准输入对象（键盘）

这时产生了一个问题，我们都已经包含了头文件，为什么使用输出时，会报错显示cout未声明呢？

std是C++的命名空间，C++将标准库的定义实现都放在这个命名空间里中，如果不指定这个命名空间或展开它时，编译器是不会主动到里面查找的，所以会报错。

两种解决办法：一：使用哪个就展开哪个

二:将std全部展开

其中<iostream> 中包含了许多C语言头文件，所以平时可以不用使用其他头文件，如果发现少那个可以再根据需要添加头文件

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，它们都包含在<iostream>头文件中

3.<< 是流插入运算符，>>是流提取运算符

4.使用C++输入输出更方便不需要像printf / scanf 输入输出时，需要手动控制格式。C++输入输出时可以自动识别变量类型，也可以输出字符串

对于cin和cout控制浮点数精度和打印格式比较麻烦，这是可以用C语言的printf来实现打印格式，浮点数精度

5.实际上，cout 和 cin 分别是ostream 和 istream类型的对象，>> 和 << 也是设计运算符重载等知识，这些知识点后续会讲解

注：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用**<iostream>+std**的方式。
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。
using namespace std 展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型 / 对
象 / 函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模
大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像 std::cout 这样使用时指定命名空间 +
using std::cout 展开常用的库对象 / 类型等方式。

六：缺省参数

6.1缺省参数的概念

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。

6.2缺省参数分类

6.2.1全缺省函数

void Func1(int a = 10) 
{
	cout << a << endl;
}

void Func2(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
    cout << a<<" " << b<<" " << c;
}

6.2.2半缺省参数

注：

半缺省参数必须 从右往左依次 来给出，不能间隔着给
缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

//a.h
void Func(int a = 10);

// a.cpp
void Func(int a = 20)
{}

// 注意：如果生命与定义位置同时出现，恰巧两个位置提供的值不同，那编译器就无法确定到底该
//用那个缺省值
//定义和声明分开时，缺省参数在声明中给
缺省值必须是常量或者全局变量
C 语言不支持（编译器不支持）