C++入门

0、前言
1、命名空间
- 1.1命名空间定义
- 1.2命名空间使用
2、输入输出
3、缺省参数
4、函数重载

0、前言

C++全名：CPlusPlus。是在C语言的基础上改进出来的，目的是为了解决C语言无法完成的问题。
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。
之后一直发展到现在的C++17，但我们学习从C++11开始。

1、命名空间

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，难免重复，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。
首先明确C++本身给出标准的命名空间，为std。

1.1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{}即可，{}中即为命名空间的成员。

例子：

普通的命名空间

namespace N1 // N1为命名空间的名称
{
    
    
 // 命名空间中的内容，既可以定义变量，也可以定义函数
 int a;
 int Add(int left, int right)
 {
    
    
 return left + right;
 }
}

命名空间可以嵌套

namespace N2
{
    
    
 int a;
 int b;
 int Add(int left, int right)
 {
    
    
 return left + right;
 }

 namespace N3
 {
    
    
 int c;
 int d;
 int Sub(int left, int right)
 {
    
    
 return left - right;
 }
 }
}

同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。

namespace N1
{
    
    
 int Mul(int left, int right)
 {
    
    
 return left * right;
 }
}

注意：一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

1.2命名空间使用

和C语言有所不同
错误示范：

namespace N
{
    
    
 int a = 10;
 int b = 20;
 int Add(int left, int right)
 {
    
    
 return left + right;
 }
 int Sub(int left, int right)
 {
    
    
 return left - right;
 }
}
//错误使用示例
int main()
{
    
    
 printf("%d\n", a); // 该语句编译出错，无法识别a
 return 0;
}

正确的三种使用方法示例

加命名空间名称及作用域限定符

int main()
{
    
    
 printf("%d\n", N::a);
 return 0;
}

使用using将命名空间中成员引入：仅仅引入b一个成员

using N::b;
int main()
{
    
    
 printf("%d\n", N::a);
 printf("%d\n", b);
 return 0;
}

使用using namespace 命名空间名称引入：将整个命名空间引入。

using namespce N;
int main()
{
    
    
 printf("%d\n", N::a);
 printf("%d\n", b);
 Add(10, 20);
 return 0;
}

2、输入输出

1.使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及std标准命名空间。
注意：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
+std的方式。
<<作为操作符，可以看作把右边的变量交给控制台输出。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    
    
 cout<<"Hello world!!!"<<endl;  //endl代表换行。
 return 0;
}

2.使用C++输入输出更方便，不需增加数据格式控制，比如：整形–%d，字符–%c

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    
    
 int a;
 double b;
 char c;

 cin>>a;
 cin>>b>>c;

 cout<<a<<endl;
 cout<<b<<" "<<c<<endl;
 return 0;
 }

当然并不是C++的输入输出就一定简单好用，
看下面的例子：

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<iomanip>
#include<Windows.h>
#pragma warning(disable:4996)
using namespace std;
typedef struct students
{
    
    
	char name[10];
	int age;
}students;
int main()
{
    
    
	//根据使用角度，cin/cout和printf/scanf各有优势，那个方便用那个，可以混用。

	//C++方便使用示例
	int i;
	double d;
	cin >> i >> d;
	cout << i << " " << d << endl;
	//对比
	scanf("%d", &i);
	scanf("%32lf", &d);  //格式控制一定要严格，不然会出错
	printf("%d  %f \n", i, d);

	//C语言方便使用示例
	students s = {
    
     "David", 21 };
	//C++
	cout << "name:" << s.name << " " << "age:" << s.age << " " << endl;
	//对比
	printf("name:%s, age:%d\n", s.name, s.age);

	//输出小数点后两位
	double b = 10.0 / 3;
	//C++
	cout << b << endl;

	cout.unsetf(ios::fixed);
	cout << setprecision(3) << b << endl;
	//C语言
	printf("%.2lf \n", b);

	system("pause");
	return 0;
}

在这里插入图片描述

3、缺省参数

C++中函数的参数也可以配“备胎”。

3.1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默认值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该默认值，否则使用指定的实参。

void TestFunc(int a = 0)
{
    
    
 cout<<a<<endl;
}
int main()
{
    
    
 TestFunc(); // 没有传参时，使用参数的默认值  备胎：0
 TestFunc(10); // 传参时，使用指定的实参
}

3.2缺省参数分类

全缺省参数：

void TestFunc(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
    
    
 cout<<"a = "<<a<<endl;
 cout<<"b = "<<b<<endl;
 cout<<"c = "<<c<<endl;
}

半缺省参数：

void TestFunc(int a, int b = 10, int c = 20)
{
    
    
 cout<<"a = "<<a<<endl;
 cout<<"b = "<<b<<endl;
 cout<<"c = "<<c<<endl;
}

3.3缺省参数使用注意

注意：

半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

//a.h
void TestFunc(int a = 10);
// a.c
void TestFunc(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

缺省值必须是常量或者全局变量
C语言不支持（编译器不支持）

4、函数重载

自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！”

4.1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(参数个数或类型或顺序)必须不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题

int Add(int left, int right)
{
    
    
 return left+right;
}
double Add(double left, double right)
{
    
    
 return left+right;
}
long Add(long left, long right)
{
    
    
 return left+right;
}
int main()
{
    
    
 Add(10, 20);
 Add(10.0, 20.0);
 Add(10L, 20L);

 return 0;
}

4.2为什么C语言不行?原因:名字修饰

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。

实际我们的项目通常是由多个头文件和多个源文件构成，而通过我们C语言阶段学习的编译链接，我们可以知道，【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】，编译后链接前，a.o的目标文件中没有Add的函数地址，因为Add是在b.cpp中定义的，所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢？
所以链接阶段就是专门处理这种问题，链接器看到a.o调用Add，但是没有Add的地址，就会到b.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。
那么链接时，面对Add函数，连接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。
由于Windows下vs的修饰规则过于复杂，而Linux下gcc的修饰规则简单易懂，下面我们使用了gcc演示了这个修饰后的名字。
通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】。
通过这里就理解了C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区
分，只要参数不同，修饰出来的名字就不一样，就支持了重载。
另外我们也理解了，为什么函数重载要求参数不同！而跟返回值没关系。

总结：简单来说，就是链接几个文件时，编译器会给函数接口起名字以便调用链接，由于不同的起名规则，导致C不可以函数重载，C++可以。
而C语言和C++的起名规则不同，体现在函数参数上，C语言无视参数，只看函数名；C++会根据函数名和函数参数的类型，个数，顺序，起名。和函数的返回值没关系。

4.3 extern “C”

有时候在C++工程中可能需要将某些函数按照C的风格来编译，**在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译。**比如：tcmalloc是google用C++实现的一个项目，他提供tcmallc()和tcfree两个接口来使用，但如果是C项目就没办法使用，那么他就使用extern “C”来解决。

4.4函数重载面试题

下面两个函数能形成函数重载吗？有问题吗或者什么情况下会出问题？

void TestFunc(int a = 10)
{
    
    
 cout<<"void TestFunc(int)"<<endl;
}
void TestFunc(int a)
{
    
    
 cout<<"void TestFunc(int)"<<endl;
}

答案：不可以，在汇编代码中名字一样。

C语言中为什么不能支持函数重载？
C++中函数重载底层是怎么处理的？
C++中能否将一个函数按照C的风格来编译？

C++新手入门第一课