【C++】初识C++（一）

news2024/10/5 12:45:15

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。

C++的发展史

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。

C++的历史版本：

C++的关键字

在(C++98)版本中，相较于C语言C++增加了31个关键字，一共63个。

二、命名空间

在C/C++中，变量、函数和类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称都将作用于全局作用域中，可能会导致很多命名冲突。使用命名空间的目的就是对标识符和名称进行本地化，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。

命名空间定义

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{}中即为命名空间的成员。

普通定义

namespace swean
{
	int rand = 10;

	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

}

嵌套定义

namespace swean
{
	int rand = 10;

	namespace swean1
	{
		int rand = 1;
	}
}

空间合并

同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间，编译器最后会将其成员合成在同一个命名空间中，所以我们不能在同一个命名空间中定义两个相同名称的成员。

命名空间使用

那么，命名空间应该如何使用呢，我们有以下三种方法：

加命名空间名称及作用域限定符

符号“::”在C++中叫做域作用限定符，我们通过“命名空间名称::命名空间成员”便可以访问到命名空间中相应的成员。:: 的左边为域，如果有命名空间域，则限定访问命名空间域中的内容，如果域左边为空，访问的就是全局域，会直接到全局范围内找 :: 右边的变量或其他。

int rand = 0;

namespace swean
{
	int rand = 10;

	namespace swean1
	{
		int rand = 1;
	}
}

int main()
{
	//printf("%d\n", rand);
	//域作用限定符
	printf("%p\n", rand);
	printf("%d\n", swean::rand);
	printf("%d\n", swean::swean1::rand);
	
	return 0;
}

使用using将命名空间中的成员引入

用“using 命名空间名称::命名空间成员”的方式将命名空间中指定的成员引入。这样一来，在该语句之后的代码中就可以直接使用引入的成员变量了。

#include <stdio.h>
namespace swean
{
	int rand;
}
using swean::rand;
int main()
{
	rand = 10;
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

使用using namespace 命名空间名称引入

通过”using namespace 命名空间名称“将命名空间中的全部成员引入。这样一来，在该语句之后的代码中就可以直接使用该命名空间内的全部成员了。

#include <stdio.h>
namespace swean
{
	int rand;
}
using namespace swean;
int main()
{
	rand = 10;
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

三、C++输入&输出

#include<iostream>
//std是C++标准库的命名空间
//using namespace std;
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
	// << 流插入运算符
	cout << "hello world" << "\n";
	std::cout << "hello world" << std::endl;

	int i = 0;
	// << 流提取
	std::cin >> i;
	
	return 0;
}

1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。

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，他们都包含在包含< iostream >头文件中。

3. >是流提取运算符。

4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。 C++的输入输出可以自动识别变量类型。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int i;
	double d;
	char arr[20];
	cin >> i;//读取一个整型
	cin >> d;//读取一个浮点型
	cin >> arr;//读取一个字符串
	cout << i << endl;//打印整型i
	cout << d << endl;//打印浮点型d
	cout << arr << endl;//打印字符串arr
	return 0;
}

四、缺省参数

缺省参数概念

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。

void func(int a = 1)
{
	cout << a << endl;
}

缺省参数分类

全缺省参数

全缺省参数，即函数的全部形参都设置为缺省参数。

//全缺省
void func1(int a = 10, int b = 10, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}

半缺省参数

半缺省参数必须从右往左依次给出，不能间隔着给。传参时必须连续，缺省值使用必须从右往左连续使用

//半缺省
void func2(int a, int b = 10, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}

注意：

缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

一般是，声明时给缺省值，定义不给。.

//错误案例

void func1(int a = 10, int b = 10, int c = 30);
void func1(int a = 10, int b = 10, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}

缺省值必须是常量或者全局变量。

五、函数重载

函数重载概念

函数重载是函数的一种特殊情况，C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表(参数个数或类型或类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

#include <iostream>
using namespace std;
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

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

int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;
	cout << Add(1.1, 2.2) << endl;
	return 0;
}

函数重载的原理--名字修饰

为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？在C/C++中，一个程序要运行起来，需要经历以下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接。

在C语言中，汇编阶段进行符号汇总时，一个函数汇总后的符号就是其函数名，所以当汇总时发现多个相同的函数符号时，编译器便会报错。

而 C++ 在进行符号汇总时，对函数的名字修饰做了改动，函数汇总出的符号不只是函数的函数名，而是通过其参数的类型和个数以及顺序等信息汇总出一个符号，这样一来，就算是函数名相同的函数，只要其参数的类型或参数的个数或参数的顺序不同，那么汇总出来的符号也就不同了。

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