初识C++：开启C++之旅

想睡觉 . 我也想睡觉 .2024-08-16 23:22

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1.C++的第一个程序

2.namesapce命名空间域

2.1namespace的意义

2.2.2namespace的定义

2.3命名空间的使用

3.C++输入/输出

4.缺省参数

5.函数重载

6.引用

6.1引用的特性

6.2引用的使用

1.C++的第一个程序

c++版本：

cpp 复制代码 
#include<iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main()
{

	cout << "Hello Word!" << endl;
	

	return 0;
}

此外，由于C++是兼容绝大多数c语言的语法的我们还可以用c语言的方式实现。

cpp 复制代码 
#include<iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main()
{

	//cout << "Hello Word!" << endl;

	printf("Hello Word!");
	

	return 0;
}

2.namesapce命名空间域

2.1namespace的意义

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就是对标识符的名称进行本地化，以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。

举个例子：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。

此时我们在c++当中引用namespace就不会有这种问题:

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
//命名域将rand和函数rand隔开
namespace lcl
{
	int rand = 10;
}

using namespace::std;

int main()
{
	cout << lcl::rand << endl;

	return 10;
}

2.2.2namespace的定义

1.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 。

2.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就不在冲突了。

cpp 复制代码 
//命名域将rand和函数rand隔开
namespace lcl
{
	int rand = 10;

	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}

	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int data;
	};
}

using namespace::std;

int main()
{

	//这里访问的是rand函数指针
	printf("%p\n", rand);

	//这里访问的时lcl命名空间中的rand
	printf("%d\n", lcl::rand);



	//cout << lcl::rand << endl;

	return 10;
}

3.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、类型出处的逻辑，所以有了域隔离，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，命名空间域和类域都不影响变量的生命周期。

4.namespace只能定义在全局，当然它还可以嵌套定义。

cpp 复制代码 
#include<iostream>

namespace A
{
	namespace lcl
	{
		int rand = 10;

		int Add(int x, int y)
		{
			return x + y;
		}

		struct Node
		{
			struct Node* next;
			int data;
		};
	}

	namespace xyy
	{
		int rand = 2;

		int Add(int x, int y)
		{
			return x + y;
		}

	}

}

using namespace std;

int main()
{
	//使用lcl的命名空间
	printf("%d\n", A::lcl::rand);

	//使用xyy的命名空间
	printf("%d\n", A::xyy::rand);



	return 0;
}

5.项目工程中多文件定义的同名namespace会认为时一个namespace，不会冲突。

C++标准库都放在一个叫std（standard）的命名空间中。

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找。所以我们要使用命名空间中定义的变量、函数，有三种方式：

1.指定命名空间访问，项目中推荐 这种方式

2.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。

3.展开命名空间全部成员，项目不推荐，平时练习的时候可以这样。

cpp 复制代码 
#include<iostream>

namespace lcl
{
	int a = 20;
	int b = 10;
}
//将命名空间中的a展开
using lcl::a;
using namespace std;
int main()
{
	cout << a << endl;

	cout << lcl::b << endl;

	return 0;
}
cpp 复制代码 
#include<iostream>

namespace lcl
{
	int a = 20;
	int b = 10;
}
//将命名空间全部展开
using namespace lcl;
using namespace std;
int main()
{
	cout << a << endl;

	cout << b << endl;

	return 0;
}

3.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 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++标准库都放在⼀个叫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<stdio.h>，也可以使⽤printf和scanf，在包含<iostream>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。

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;
	double b = 1.1;
	char c = 'a';

	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
	std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;
	
	scanf_s("%d%lf", &a, &b);
	printf("%d %lf\n", a, b);

	//可以自动识别变量类型
	cin >> a >> b >> c;
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;

	return 0;
}
cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;
	double b = 1.1;
	char c = 'a';

	//在io需求比较高的地方，如部分大量输入的竞赛题中，加上一下三行代码可以提高C++IO效率
	ios_base::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);
	cout.tie(nullptr);
	//可以自动识别变量类型
	cin >> a >> b >> c;
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;

	return 0;
}

4.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。

cpp 复制代码 
#include<iostream>

namespace lcl
{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
	int rand = 10;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

using std::cout;
using std::endl;

//缺省参数
void Fun(int a = 10)
{
	cout << a << endl;
}

//全缺省
void test(int a = 20, int b = 40, int c = 50)
{
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;
}

//半缺省
void test2(int a, int b = 30, int c = 40)
{
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;
}



int main()
{
	//缺省参数
	Fun();
	Fun(22);

	test();
	test(70);
	test(100, 200);
	test(200.300,400);

	test2(100);
	test2(100,200);
	test2(100,200,300);

}

5.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，使用更加灵活，c语言是不支持这个的。

cpp 复制代码 
#include<iostream>

using namespace std;

//1.参数类型不同
int Add(int x, int y)
{
	cout << "int Add(int x, int y)" << endl;
	return x + y;
}

double Add(double x, double y)
{
	cout << "double Add(double x, double y)" << endl;
	return x + y;
}

//2.参数个数不同

void fun()
{
	cout<<"void fun()" << endl;
}

void fun(int a)
{
	cout << "void fun(int a)" << endl;
}

//3.参数类型顺序不同

void f(int a, double b)
{
	cout << "void f(int a, double b)" << endl;
}

void f(double a, int b)
{
	cout << "void f(double a, int b))" << endl;
}

int main()
{
	Add(1, 2);
	Add(1.2, 2.2);

	fun();
	fun(10);

	f(10, 2.2);
	f(10.1, 22);

	return 0;
}

注意：返回值不同不能作为函数重载条件，因为调用时也无法区分

6.引用

引⽤不是新定义⼀个变量，⽽是给已存在变量取了⼀个别名，编译器不会为引⽤变量开辟内存空间， 它和它引⽤的变量共⽤同⼀块内存空间。

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;


//引用的使用
void swap(int& rx, int& ry)
{
	int tmp = rx;
	rx = ry;
	ry = tmp;
}

int main()
{

	//引用
	int a = 10;

	//引用：b和c是a的别名
	int& b = a;
	int& c = a;
	//也可以给b取别名相当于还是给a取别名
	int& d = b;
	d++;
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;
	cout << d << endl;

	return 0;
}

6.1引用的特性

1.必须初始化才能使用

2.一个变量有多个引用

3.引用一旦引用了一个实体，就不能引用其他实体

6.2引用的使用

• 引⽤在实践中主要是于引⽤传参和引⽤做返回值中减少拷⻉提⾼效率和改变引⽤对象时同时改变被 引⽤对象。
• 引⽤传参跟指针传参功能是类似的，引⽤传参相对更⽅便⼀些。
• 引⽤返回值的场景相对⽐较复杂，我们在这⾥简单讲了⼀下场景，还有⼀些内容后续类和对象章节 中会继续深⼊讲解。
• 引⽤和指针在实践中相辅相成，功能有重叠性，但是各有特点，互相不可替代。C++的引⽤跟其他
语⾔的引⽤(如Java)是有很⼤的区别的，除了⽤法，最⼤的点，C++引⽤定义后不能改变指向，
Java的引⽤可以改变指向。
• ⼀些主要⽤C代码实现版本数据结构教材中，使⽤C++引⽤替代指针传参，⽬的是简化程序，避开复杂的指针，但是很多同学没学过引⽤，导致⼀头雾⽔。

cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;


//引用的使用
void swap(int& rx, int& ry)
{
	int tmp = rx;
	rx = ry;
	ry = tmp;
}

int main()
{

	//引用
	int a = 10;

	//引用：b和c是a的别名
	int& b = a;
	int& c = a;
	//也可以给b取别名相当于还是给a取别名
	int& d = b;
	d++;
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;
	cout << d << endl;


	//引用的使用
	int i = 10;
	int j = 30;
	swap(i, j);
	cout << i << endl;
	cout << j << endl;


	return 0;
}
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