C++入门基础(上篇)

1.C++关键字

我们知道C语言总共有32个关键字，C++98又新增了31个关键字，所有C++总共有63个关键字，C++11标准又新增到了80多个，不需要立马把它们背下来，后面用到了再去了解。

2.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，可能会导致很多冲突(在相同的作用域下声明相同名字的变量和函数，编译器会报错）。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。

为什么我们会在同一个作用域中声明相同的变量或者函数呢？

因为如果一个工程项目很大，往往会拆解成许多部分，每个程序员负责的部分可能不相同，如果恰好两个程序员要实现一个相同的或者不同的函数的功能，他们可能会给这个函数起了一样的名字，最后项目整合的时候可能会导致函数重名。

2.1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

1.普通的命名空间

namespace lc // 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;
	}
}

2.嵌套的命名空间

namespace lc
{
	int a;
	int b;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	namespace a1
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}

3. 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

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namespace lc 
{
    
    
	int a;
	int Add(int left, int right)
	{
    
    
		return left + right;
	}
}
namespace lc
{
    
    
	int Mul(int left, int right)
	{
    
    
		return left * right;
	}
}

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

2.2命名空间的使用方法

C++为了防止命名冲突，把自己库里面的东西都定义在一个std的命名空间中
1.使用命名空间的名称+作用域限定符

namespace lc
{
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
}
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", lc::a);
	return 0;
}

虽然麻烦，每个地方都要指定，但这是最规范的方式
2.使用using将命名空间中成员引入

namespace lc
{
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
}
//相当于把命名空间lc中的变量a展开到全局
using lc::a;
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

3.使用using namespace命名空间名称引入

namespace lc
{
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
}
//相当于把命名空间lc中的所有变量展开到全局
using namespace lc;
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

看起来很方便，但我们要防止自己定义的变量和这个命名空间中变量冲突

3.C++输入&输出

我们已经会使用C语言输入和输出内容了，那C++怎么输入输出内容呢？

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    
    
	int a;
	double b;
	char c;
	cin>>a>>b;
	cout<<a<<" "<<b<<endl;
	cout<<"Hello world!!!"<<endl;
	return 0;
}

说明：
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。
2.使用C++输入输出更方便，C语言输入输出会考虑数据类型，但是C++不会考虑数据类型

4.缺省参数

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

4.2缺省参数分类

缺省参数又分为全缺省参数和半缺省参数
1.全缺省参数

void Testc(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
    
    
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << endl;
}
int main()
{
    
    
	Testc(); 
	Testc(100);
}

输出

2.半缺省参数

void Testc(int a, int b = 10, int c = 20)
{
    
    
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << endl;
}
int main()
{
    
    
	Testc(1,2,3); 
	Testc(1);
}

输出

注意：
1.半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给，必须是连续的。
2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。
3. 缺省值必须是常量或者全局变量。
4. C语言不支持缺省参数。

*第二点我再解释一下：声明给，定义不给是可以的，但是声明不给，定义给不可以，因为编译器编译的时候看函数声明，链接的时候才看定义。所以一般缺省参数实在声明的时候给出，定义的时候不给。

5.函数重载

5.1函数重载的概念

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，返回类型相不相同无所谓，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

下面这三个函数属于函数重载

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

下面这两个函数不属于函数重载

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

这两个函数也不属于函数重载

void Func(int a = 10)
{
    
    }
void Func(int a)
{
    
    }

5.2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，需要经过一下几个阶段：预处理、编译、汇编、链接

1.实际我们的项目通常是由多个源文件构成，假设有两个名为a.cpp和b.cpp文件，其中a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数，编译后链接前，a.cpp文件变成了a.o的目标文件中，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，Add的地址在b.o中，怎么办?
2.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。
3.那么链接时，面对Add函数，链接器会使用哪个名字去找呢？每个编译器都有自己的函数名修饰规则。
4.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，下面我使用了gcc演示了这个修饰后的名字。

采用C语言编译器编译后结果

采用C++编译器编译后结果

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，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息添加到修改后的名字中。所以函数重载必须要求参数不同，和返回值没有关系，缺省参数的函数之间也不构成重载函数。
所以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。

5.3extern “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。

加上extern “C"会告诉编译器这个函数将按照C的风格来编译，add在转化到符号表中后为_Add 而非 _Z3Addii，C++程序不能调用这个函数。