C++基础知识（入门章）

绪论

历经千辛万苦，我们终于来到了一个全新的板块---C++。本期的内容主要是关于C++的一些基础知识的初步了解。让我们一起努力，克服编程路上的艰难险阻，迎接属于自己成功的彼岸~

C++的发展历史

1979年

C++的起源可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普），这个翻译的名字不同的地⽅可能有差异)在⻉尔实验室从事计算机科学和软件⼯程的研究⼯作。⾯对项⽬中复杂的软件开发任务，特别是模拟和操作系统的开发⼯作，他感受到了现有语⾔（如C语⾔）在表达能⼒、可维护性和可扩展性⽅⾯的不⾜。

1983年

1983年，Bjarne Stroustrup在C语⾔的基础上添加了⾯向对象编程的特性，设计出了C++语⾔的雏形，此时的C++已经有了类、封装、继承等核⼼概念，为后来的⾯向对象编程奠定了基础。这⼀年该语⾔被正式命名为C++。

1989年

C++的标准化⼯作于1989年开始，并成⽴了⼀个ANSI和ISO（International Standards Organization）国际标准化组织的联合标准化委员会。1994年标准化委员会提出了第⼀个标准化草案。在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新特征。

1997年

1997年11⽉14⽇，联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。

1998年

1998年，C++的ANSI/IS0标准被投⼊使⽤。

让我们来见一见祖师爷~

C++的历代版本

C++的参考文档

以下三个是C++学习过程中可供参考的网址：

https://legacy.cplusplus.com/reference/

https://zh.cppreference.com/w/cpp

https://en.cppreference.com/w/

C++的第一个程序

C++是由C语言不断改良而生成的新语言，所以它能兼容C语言的绝大多数语法。我们就从所有语言的第一个代码---“hello world！”来开启我们的学习吧！

首先我们来看看C语言的代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
 printf("hello world\n");
 
 return 0;
}

相较于C语言，C++有⼀套⾃⼰的输⼊输出，严格说C++版本的hello world应该是这样写的。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "hello world" << endl;
	return 0;
}

命名空间

概念：

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。

接下来我们借助一串代码来理解命名空间的隔离原则：

#include <stdio.h> 

#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
 // 编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数” 
 printf("%d\n", rand);
 return 0;
}

引入了“stdlib.h”的头文件，由于rand在库函数中有定义，导致全局变量中所创建的整型变量rand与要打印的rand类型冲突，编译器无法正确的识别定义的变量。C++中引入的namespace很好的解决了这个问题。我们接着来看：

域作用限定符

在开启接下来的内容之前，我们先来了解一下什么是域作用限定符：

在一串代码中，main函数的调用顺序是局部域，全局域，最后再调用命名空间域的变量，命名空间域中的变量也属于全局变量。其符号为---“::”

int main()
{
 // 这⾥默认是访问的是全局的rand函数指针 
 printf("%p\n", rand);
 // 这⾥指定bit命名空间中的rand 
 printf("%d\n", XY::rand);
 return 0;
}

特别的，当要访问的是全局变量中的值，域作用限定符的用法为：

int main()
{
    printf("%d ",::rand);
}

namespace的定义

• 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{}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。

namespace xy
{
    int rand=0;
    void fun(int a,int b)
    {
        cout<<a+b<<endl; 
    }
}

• 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不在冲突了。

• 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(声明或定义)的逻辑，所有有了域隔离，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，命名空间域和类域不影响变量⽣命周期。

• namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。（如下）

namespace G
{
	namespace X
	{
		int rand = 1;
		int fun(int a, int b)
		{
			return a + b;
		}
		struct node
		{
			int data;
			struct node* next;
		};
	}
	namespace Y
	{
		int rand = 2;
		int fun(int a, int b)
		{
			return (a + b)*2;
		}
		struct node
		{
			int data;
			struct node* next;
		};
	}
}

嵌套命名的调用方式为：

int main()
{
 printf("%d\n", G::X::rand);
 printf("%d\n", G::Y::rand);
 printf("%d\n", G::X::Add(1, 2));
 printf("%d\n", G::Y::Add(1, 2));
 return 0;
}

• 项⽬⼯程中多⽂件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace，不会冲突。（自动合二为一）

• C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

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查找。所以下⾯程序会编译报错。所以我们要使⽤命名空间中定义的变量/函数，有三种⽅式：

• 指定命名空间访问，项⽬中推荐这种⽅式。

• 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。

• 展开命名空间中全部成员，项⽬不推荐，冲突⻛险很⼤，⽇常⼩练习程序为了⽅便推荐使⽤。

namespace G
{
 int a = 0;
 int b = 1;
}


// 指定命名空间访问 
int main()
{
 printf("%d\n", G::a);
 return 0; 
}
// using将命名空间中某个成员展开 
using G::b;
int main()
{
 printf("%d\n", G::a);
 printf("%d\n", b);
 return 0; 
}
// 展开命名空间中全部成员 
using namespce G;
int main()
{
 printf("%d\n", a);
 printf("%d\n", b);
 return 0; 
}

C++的输入与输出

在认识输入输出之前，我们先来了解一下系统的介绍：

• <iostream>是Input 和 Output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，这个后面的作品会细说)，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，由于是初识C++，所以本期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。

话不多说，上代码！

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
 int a = 0;
 double b = 0.1;
 char c = 'x';
 cout << a << " " << b << " " << c << endl;
 std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;
 scanf("%d%lf", &a, &b);
 printf("%d %lf\n", a, b);
 // 可以⾃动识别变量的类型 
 cin >> a;
 cin >> b >> c;
 cout << a << endl;
 cout << b << " " << c << endl;
 return 0;
}

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。

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
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;
}

#include <iostream>
using namespace std;
// 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;
}
int main()
{
 Func1();
 Func1(1);
 Func1(1,2);
 Func1(1,2,3);
 Func2(100);
 Func2(100, 200);
 Func2(100, 200, 300);
 return 0;
}

*这里给大家做一个比喻，缺省参数就好像我们生活中的备胎一样，我们不能做生活中的缺省参数哦~

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。

上代码：

#include<iostream>
using namespace std;
// 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;
}
// 2、参数个数不同 
void f()
{
 cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
 cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同（本质上是类型不同） 
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;
}

int main()
{
 Add(10, 20);
 Add(10.1, 20.2);
 f();
 f(10);
 f(10, 'a');
 f('a', 10);
 return 0;
}

！返回值不同不能作为重载条件，因为调⽤时也⽆法区分

// 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;
}

结尾

以上便是本期的全部内容~感谢各位朋友的支持，后续我会努力创作出更多质量更好的文章，敬请期待哦~