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1.第一个C++程序——打印"Hello World"
2.命名空间
2.1命名空间的定义
2.2命名空间的使用
2.3命名空间的特点
3.C++输入&输出
4.缺省参数
4.1缺省参数的概念
4.2缺省参数的分类
5.函数重载
5.1函数重载的概念
5.2C++支持函数重载的原理
1.第一个C++程序——打印"Hello World"
C++兼容C语言,因此我们在.cpp文件中可以运行.c文件
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello World" << endl;
return 0;
}
iostream是头文件,iostream是指iostream库。iostream的意思是输入输出流,直接点说就是in(输入) out(输出) stream(流),取in、out的首字母与stream合成。
那么我们就好奇这个using namespace std;是什么作用呢,下面就展开详细介绍一下。
2.命名空间
2.1命名空间的定义
在学习C语言的过程中,我们知道,如果我们定义的全局变量与程序中包含的头文件同名,那么编译器就会报错;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
}
在上例中,我们包含了 <stdlib.h> 头文件,该头文件中含有 rand 函数,我们使用rand作为变量名定义变量,就会造成重定义:
由此,C++为了避免在大型的项目中,定义与库函数同名的变量,从而造成命名冲突的问题,便引入了命名空间的概念。
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。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,其中定义命名空间的关键字是 namespace。
2.2命名空间的使用
#include <iostream>
using namespace std;
namespace PPPH
{
int a = 0;
int b = 1;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
int main()
{
//报错,a在命名空间PPPH中
cout << a << endl;
return 0;
}
命名空间的使用有三种方式:
①命名空间名称加作用域限定符,其中的作用域限定符为:“::”。
②使用 using 将命名空间中某个成员引入。
③使用 using namespace 将命名空间名称引入。
①命名空间名称加作用域限定符,其中的作用域限定符为:“::”。
#include <iostream>
using namespace std;
namespace PPPH
{
int a = 0;
int b = 1;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
int main()
{
cout << PPPH::a << endl;
return 0;
}
②使用 using 将命名空间中某个成员引入。
using PPPH::b;
int main()
{
cout << PPPH::a << endl;
cout << b << endl;
return 0;
}
③使用 using namespace 将命名空间名称引入。
using namespace PPPH;
int main()
{
cout << PPPH::a << endl;
cout << b << endl;
Add(10, 20);
return 0;
}
2.3命名空间的特点
定义命名空间,要使用 namespace 关键字,后面跟上命名空间的名字,后接一对 {} ,其中在{} 中即为命名空间的成员。
命名空间的特点:
①命名空间的名称一般用项目名字做命名空间名;
②命名空间中可以定义函数/变量/类型;
③命名空间可以嵌套;
④同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会将其合成到同一个命名空间中;
#include <iostream>
// PPPH是命名空间的名字,一般开发中是用项目名字做命名空间名。
// 1. 正常的命名空间定义
namespace PPPH
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
//2. 命名空间可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N2
{
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。
// ps:一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}
在 tesh.h文件中
#pragma once
//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。
// ps:一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}
在test.cpp文件中
#include <iostream>
#include"test.h"
// PPPH是命名空间的名字,一般开发中是用项目名字做命名空间名。
// 1. 正常的命名空间定义
namespace PPPH
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
//2. 命名空间可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N2
{
int c;
int d;
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
}
using namespace N1;
using namespace N2;
using namespace std;
int main()
{
a = 10;
b = 20;
c = Mul(a, b);
cout << c << endl;
}
运行结果为:
由此例,可以发现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。
3.C++输入&输出
在第一节,我们已经输出过Hello World了,但是却没有具体讲解C++是如何来实现它的输入和输出的。下面我们详细讲解。
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。
5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象,>>和<<也涉及运算符重载等知识, 在后面,再更深入的学习IO流的用法以及原理
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)中还支持格式,后续编译器已不支持,因此推荐使用<iostream>+std的方式。
1、在平时的学习和训练中,为了方便,建议使用using namespace std;
2、在以后的大型项目中,如果使用using namespace std; 那么标准库就会全部展开,如果定义了与标准库中重名的类型、对象或者函数,就会出现命名冲突的问题,因此在项目开发的过程中,应使用std::cout,或者指定命名空间+using std::cout 的方法来展开常用的库对象/类型等方式。
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。
4.2缺省参数的分类
缺省参数一共分为两类:全缺省参数和半缺省参数。
全缺省参数:
void Func(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 Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}
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,如果既存在函数声明,又存在函数定义,那么缺省参数只能在函数声明处给定;
在test.h文件中
在test.cpp文件中
3、缺省值必须是常量或者全局变量。
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 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;
//参数类型不同构成函数重载
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;
}
//参数个数不同构成函数重载
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
//参数类型顺序不同构成函数重载
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;
}
5.2C++支持函数重载的原理
为什么C++支持函数重载,但是C语言却不支持函数重载呢。
在C/C++中,一个程序要运行需要经过下面几个阶段:预处理、编译、汇编、链接。
其中编译阶段会进行符号汇总,汇编阶段会生成符号表,而链接阶段则会对符号表进行合并与定位,其中符号表会将每一个变量都关联上一个地址,但这个地址是否有效需要在链接阶段进行符号表的合并与重定位是时才能检查出来。
生成符号表这一阶段,C编译器与C++编译器所进行的操作是不同的
①C语言编译器会直接用变函数名作为符号表中的符号,而不会对函数名进行修饰;
②C++编译器则是会对函数名进行修饰,用修饰后的名称来构成符号表。
注:由于Windows下vs的修饰规则过于复杂,而Linux下g++的修饰规则简单易懂,下面我们使 用了g++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++编译器编译后的结果:
经过对比后我们发现:在linux下,采用gcc (C语言编译器) 编译完成后,函数名字的修饰没有发生改变;而采用g++ (C++编译器) 编译完成后,函数名字的修饰发生改变,函数名由 前缀_Z+函数长度 +函数名+类型首字母 组成,即编译器将函数参数类型信息添加到了修改后的名字中。
通过上面这个实例就理解了:C语言没办法支持重载是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,只要参数类型不同,修饰出来的名字就不一样,所以就支持重载。
同样,我们也理解了函数的返回值不同以及同类型参数的顺序不同是不构成重载的,因为C++编译器没办法区分;但其实即使是C++编译器把函数的返回值类型也加入了函数修饰规则,也仅仅是让它在语法层面是构成了重载而已,在实际使用中也是不构成重载的,因为函数传参时并不会传递函数的返回值类型,那么对于返回值不同,其他各方面都相同的函数而言,操作系统就不知道应该将参数传递给哪个函数,即在传递参数时出现了二义性,这时候编译也是会报错的。