Re:从零开始学C++（一）基础精讲·上篇：命名空间、输入输出、缺省参数、函数重载

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2.1，解决C语言的问题：不支持自定义类型的输入输出

4.4特别注意情况：不建议缺省参数和重载共同使用

0.1前言

初学C++很多人对于C++是什么，什么是面向对象程序设计，如何学好C++有很多困惑。本栏目将在接下来为大家系统完整的讲解。内容深入骨髓，细节无微不至。以真诚换真心。倾尽全力做到最好。还请大家多多三连支持！非常感谢！

0.2概述

C++是C++之父本贾尼博士在C语言的基础上创造出来的一种更为完善的计算机语言，解决了C语言的很多漏洞与缺陷。是现代社会生活中最重要的计算机语言之一。

一、命名空间（namespace）

1.1解决的C语言问题：命名冲突

C/C++语言为了避免编译歧义，规定：

（1）在同一个域内，不能出现两个相同的命名。

（2）在不同的域，允许出现两个相同的命名。

在公司项目开发中，不同的项目组在命名时往往会产生大量的命名冲突，此时就不可避免的要使用大量的条件编译，极大地拖慢了业务效率。

1.1.1例

cpp 复制代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int rand=10;
int main()
{
    printf("%d",rand);
    retrun 0;
}

看代码，stdlib.h 头文件中有rand 函数（生成随机数）的定义，此时我们再定义一个rand变量并使用，就会出现编译错误。"error：重定义：以前的定义为函数"。

1.1.2域

分为全局域，函数局部域，命名空间域和类域。

1.2定义命名空间：

1.2.1原理

**方法论:**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加{}，{}中的就是命名空间成员。命名空间可以定义变量/函数/类型等等。

**世界观：**namespace本质上定义了一个域，这个域和全局域互相独立，不同的域可以定义同名变量与全局域的函数rand的命名不再冲突。

这个时候我们创建一个命名空间域 ，把int rand 和函数rand（在全局域）隔离开来，避免了报错。

cpp 复制代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
namespace xcf
{
   int rand=10;
}
int main()
{
    printf("%d",rand);
    retrun 0;
}

1.2.2出现错误的运行结果

这对吗？ 事实上，我们打印的是全局域中的rand函数的指针。而不是我们设置的那个rand整型。

1.2.3根本原因：编译器的访问规则

|--------------------|--------------------|
| 访问对象只在全局域中出现 | 直接访问全局域 |
| 访问对象在全局域和函数局部域同时出现 | 就近访问原则，优先访问局部 |
| 使用域访问限定符时 | 直接访问域访问限定符限制区域 |

1.2.4域访问限定符的应用

1.2.4.1：符号和使用

（1）， "：："域作用限定符号是两个冒号。

（2）， "：："的左边是限定的域，右边是访问的变量/函数等。

（3）， "：："左边什么都不写，表示访问全局域。

（4），"：："如果左边写一个域名：就会去这个域里面找。

1.2.4.2：实例一：对参数而言

1.2.4.3：实例二：对函数而言

1.2.4.4：实例三：对结构体而言

结构体与函数和变量稍有不同。规定不在struct Node前加域访问限定符。而是在结构体名称前加****因为我真正封装的结构体变量是Node而不是struct。

1.3命名空间嵌套定义与域合并

namespace可以嵌套定义。

1.3.1为什么我们引入嵌套定义

公司中，每一个部门会有多个项目组。

项目经理会规定不同的项目组使用不同类型的命名来避免冲突（不同项目组在各自的命名空间中命名了相同名称的函数，此时如果他们的命名空间也相同会引发严重后果）。

但是在同一个项目组中，两个不同的个人又可能存在命名空间冲突，于是为了避免这种情况

常常采用嵌套的命名空间。

cpp 复制代码

namespace gsg
{
    // 陈辉
    namespace ch
    {
        int rand = 1;
        int Add(int left, int right)
        {
            return left + right;
        }
    }

    // 周航
    namespace hg
    {
        int rand = 2;
        int Add(int left, int right)
        {
            return (left + right) * 10;
        }
    }
}

看代码，陈辉在命名空间gsg 中定义ch 这个命名空间，周航在ghg这个命名空间中定义hg这个命名空间，避免了两者的冲突。

1.3.2，嵌套命名空间的内容调用

cpp 复制代码

int main()
{
    printf("%d\n", gsg::ch::rand);
    printf("%d\n", gsg::hg::rand);

    return 0;
}

先在gsg下面找到，ch/hg，再在ch/hg下面找到我想要的rand变量。

1.3.3，域合并

多个被定义的位于不同位置的命名空间会进行逻辑合并，即使他们在不同的文件中。

即：多个文件可以只创建一个命名空间，会认为是一个命名空间。

1.4命名空间展开

每次都指定命名空间xxx：：实在有些麻烦。

于是我们引入了using关键字。

1.4.1全展开与部分展开

cpp 复制代码

//全展开
using namespace gsg;
//部分展开
using gsg::rand;

展开整个命名空间:using+namespace关键字+命名空间名

展开部分命名空间：using+命名空间名+：：+需要展开的内容

展开整个命名空间的风险很大但是方便，平时的小练习和个人项目是可以这么整的。

折中的方式：把某个成员展开：展开常用并且不存在冲突的成员。

1.4.2区分展开头文件和展开命名空间

展开命名空间和展开头文件不是一回事。

展开头文件是在预处理的时候在该include<>处拷贝该头文件的内容。

展开命名空间是指将该被展开变量从"默认去全局域查找"变成"到指定命名空间域中去查找"。

1.5命名空间细节补充与禁止操作

标准命名空间std：是 C++ 标准库中所有类、对象、函数和模板等元素所在的顶级命名空间。它将标准库的功能与用户自定义的代码隔离开来，防止名称冲突。
局部域和全局域会影响生命周期，命名空间域和类域不会影响。
只能在全局定义命名空间，不可以在局部定义命名空间。
一个域能定义很多东西。
命名空间域中的变量生命周期任然是全局的，它本质上还是全局变量。只是在查找的时候受到了限制。
命名空间不是结构体！后面没有分号。using展开语句后面有分号。
命名空间实际上可以反复无限嵌套的，但是不建议这么用。

二，输入和输出

2.1，解决C语言的问题：不支持自定义类型的输入输出

头文件：iostream（IO流）

是 Input Output Stream 的缩写。
类似于C语言的stdio.h，是标准的输入、输出流库，定义了标准的输入、输出对象。
C++最老的版本，头文件是加了.h的。只有祖宗级别的编译器上才能看到（如VC6.0）。
stdio.h和iostream的关系非常微妙，部分编译器上一脉相承，iostream包含了stdio.h，而某些编译器上并不支持。

2.2，输出流和流插入

2.2.1，输出流介绍

std：：cout是输出流的一种，它可以把数据输出到控制台/终端。

除了cout，还有很多输出流。方便我们输出数据到文件/数据库等处。

2.2.2，输出原理

首先，cout的c是character的意思，在内存中，存储有整型，浮点数等类型的区分 ，但是在其他地方，比如说------控制台，它没有。------------即**，数据在输出时一律会被转换成字符再输出**。

cout输出到控制台正是将内存中的东西以字符的形式输出到控制台中。

2.2.3使用方式

cout输出流被定义在iostream头文件中，同时又被定义在标准流命名空间中。要将两者同时展开才能使用。

解释原理： cout被定义在iostream中，每一次使用需要包含这个头文件，头文件中的这个函数在预处理的时候被展开，但它并不是被展开在全局域中（像stdio.h那样）而是被展开在std标准命名空间中，只有使用命名空间域查找才能找到。

要么指定std：：，要么using展开。不过，展开后同时指定的语法也可以。

2.2.4流插入

使用C++输入输出更方便，不需要像C语言的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在后面会讲到)，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。

（自动识别变量类型包括指针类型）

2.2.4.1，流插入的特性：

无所谓格式并且可以随意多的插入，这是C++好用的地方。如代码：

cpp 复制代码

int a = 0;
double b = 0.1;
char c = 'x';
cout << a << " " << b << " " << c << endl;
std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;

2.2.4.2，空格和换行

插入" "表示空格，插入endl表示换行。（不要忘记endl被定义在std命名空间里面）

换行的另外几种方法（基于C++兼容C的小巧思）

cpp 复制代码

cout << a << " " << b << " " << c << "\n" << '\n' << endl;

2.2.4.3严禁操作

cpp 复制代码

cout << a " << b << "

"<<"是双目运算符，左边一个运算数：函数cout，右边一个运算数：插入的数。

2.3，输入流和流提取

有了以上的铺垫，输出流和流提取可以概括为一句话：

cin自动从控制台识别类型并提取数据>>变量，顺序是从cin由近到远。 cin后面不能用endl！

cpp 复制代码

cin>>a>>b;

2.4输入输出细节补充

**（1）整个IO流体系，看不懂不要紧：**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，后面我会专门出一篇来细节IO流库。

（2）**使用注意：**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。

（3）警告： 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。

（4）精度控制小巧思： C++可以控制小数点，但是有点麻烦，需要精度控制函数：调用cout这个对象------>.调用精度控制函数precision。

但是C++兼容C，所以可以使用C语言的那一套更加方便的方法

cpp 复制代码

double a=2.2222222222;
printf("%.2lf",a);

（5）提升效率小技巧： C++为了兼容C语言，在一些方面需要付出一些代价。如缓冲区绑定，缓冲区多次刷新。影响性能。在高IO需求的情况下可能不通过。

解决办法一： 直接使用printf和scanf。

解决办法二： 加入以下三行代码，具体什么原理以后会讲

cpp 复制代码

 ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    cout.tie(nullptr);

三，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）

3.1样例解析

cpp 复制代码

void Func(int a = 0)
{
    cout << a << endl;
}

int main()
{
    Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值
    Func(10); // 传参时，使用指定的实参

    return 0;
}

在形参的后面加上=0默认值，在调用这个函数的时候，如果我们，没有传递任何参数，那么采用这个缺省参数 。否则使用传递的参数。

3.2全缺省和半缺省

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。

cpp 复制代码

// 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;
}

// 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;
}

3.3缺省参数逻辑和调用给参逻辑

3.3.1核心逻辑：

• 怎么设置默认值（设参逻辑）：

默认值必须从右边开始连续地给。
比如：func(a, b, c=3, d=4) 或 func(a, b=2, c=3, d=4) 是对的。
func(a=1, b, c=3, d=4) 是错的，因为跳过了 b。

• 怎么传参数调用（调用逻辑）：

你传参数的时候，从左边开始一个个给。
比如：func(1, 2) 就是给 a 和 b 赋值，c 和 d 用默认值。
你想给 d 赋值，就必须先把 a, b, c 都给了（或者 a, b 用默认值），不能跳着给。

总结一句话：设置默认值是"右边连续"，调用传参是"左边开始"。

3.3.2一张图说明问题：

3.4缺省参数的应用

以初始化栈为例:

cpp 复制代码

//声明
void  STinit（ST*st，int n）;
//调用
STinit（&st）;

情况一，不知道要开辟多少空间**：**直接给一个缺省参数，不用去管n传递多少。

**情况二，已经知道要插入1000个数据：**这个时候直接传递n为1000。否则------可能不可避免要反复开辟空间（影响效率）。

两者配合起来------达到了"不知道就不传递，知道就传递"的效果。

3.5缺省参数的细节

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。

原因：声明和定义都给了，如果不一样会存在歧义。

四，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。

4.1类型一：形参个数不同

cpp 复制代码

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

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

4.2类型二：形参类型不同

cpp 复制代码

// 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;
}

4.3类型三：形参顺序不同

本质上是形参的类型不同

cpp 复制代码

// 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;
}

4.4特别注意情况：不建议缺省参数和重载共同使用

cpp 复制代码

// 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;
}

原理：如果这个时候去调用f1（）函数，没有传递参数，可能调用下面这个，存在歧义。不要这么写。

如果坚决要这么做，只能将他们放在不同的命名空间里面，此时这就不是函数重载了，（原因是：函数重载需要在同一个域中实现）

函数重载的最后一个小问题：返回值不同不构成重载------关键是调用歧义的问题。

感谢你的收看，如果内容对你有帮助，不要忘了三联支持哦。