初步了解C++

news2024/11/27 0:22:40

目录

一:什么是C++?

二.C++发展史

三:C++关键字

四:命名空间 

4.1命名空间的介绍

4.2命名空间的使用 

4.3命名空间的使用 

4.3.1使用作用域限定符

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 

4.4命名空间使用总结

五:C++输入和输出

六:缺省参数

6.1缺省参数的概念

6.2缺省参数分类 

6.2.1全缺省函数

6.2.2半缺省参数


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 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
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
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
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 switch 语句中的初始化器等
C++20
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 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 

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
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

: 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 C++ 标准库的命名空间,如何展开 std 使用更合理呢?
1. 在日常练习中,建议直接 using namespace std 即可,这样就很方便。
2. 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 /
/ 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:

1. 半缺省参数必须 从右往左依次 来给出,不能间隔着给
2. 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    
3. 缺省值必须是常量或者全局变量
4. C 语言不支持(编译器不支持)

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