C++基础篇(1)

目录

前言

1.第一个C++程序

2.命名空间

2.1概念理解

2.2namespace 的价值

2.3 namespace的定义

3.命名空间的使用

4.C++的输入输出

结束语


前言

本节我们将正式进入C++基础的学习,话不多说,直接上货!!!

1.第一个C++程序

首先,我们要了解C++的文件命名格式
C++兼容C语言绝大多数的语法,所以C语言实现的hello world依旧可以运行,C++中需要把定义文件代码后缀改为.cpp,vs编译器看到是.cpp就会调用C++编译器编译,linux下要用g++编译,不再是gcc。
// test.cpp
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("hello world\n");
return 0;
}
当然C++有自己的输入输出方式,严格说C++版本的hello world应该是这样写的。(后续会讲到)
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
	cout << "hello world" << endl;
	return 0;
}

2.命名空间

2.1概念理解

在计算机科学中,命名空间是一种将一组符号名称(如变量名、函数名、类名等)绑定到特定作用域的上下文的方法,以避免名称冲突。在不同的编程语言中,命名空间可能以不同的形式存在,但基本概念是相似的。

在C++中,命名空间是一种组织代码的结构,它允许你将一组具有唯一名称的实体(如类、函数和变量)封装在一起,从而避免了全局命名空间的名称冲突问题。命名空间对于大型项目和库尤其有用,因为它们可以减少名称碰撞的可能性,并使代码更易于管理。

在C++中定义命名空间非常简单,使用namespace关键字后跟命名空间的名字。

要访问命名空间中的成员,可以使用作用域解析运算符::

故接下来介绍namespace

2.2namespace 的价值

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。
c语言项目类似下面程序这样的命名冲突是普遍存在的问题,C++引⼊namespace就是为了更好的解决这样的问题
#include <stdio.h>
#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;
}

C++使用namespace后:

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

4824e420f3a2455494c532f8fca96273.png

2.3 namespace的定义

在C++中,namespace(命名空间)是C++语言的一个核心特性,不属于任何特定的库。

1.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。
2.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rand不在冲突了。
3.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。
代码展示
#include <stdio.h>
//#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// hu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
namespace hu{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
	int rand = 10;
	int  add(int x, int y) {
		return x + y;
	}
	//定义一个节点
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}
int main()
{
	hu::Node* node = (hu::Node*)malloc(sizeof(hu::Node));
	node->val = 1;
	// 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hu命名空间中的rand
	printf("%d\n", hu::rand);
	printf("%d\n", hu::add(2, 3));
	printf("%d\n", node->val);
	return 0;
}
运行结果:
22324c10bcb14253bd32cd323a7362fb.png
namespace只能定义在全局,当然还可以嵌套定义。
代码展示
namespace HL{
	namespace H{
	int rand = 1;
	int Add(int left, int right)
	{
	return left + right;
	}
	}
		
	namespace L{
	int rand = 2;
	int Add(int left, int right)
	{
	return (left + right) * 10;
	}
	}
}
int main()
{
	printf("%d\n", HL::H::rand);
	printf("%d\n", HL::L::rand);
	printf("%d\n", HL::H::Add(1, 2));
	printf("%d\n", HL::L::Add(1, 2));
	return 0;
}
运行结果:
3194625548764450a138f2503996b648.png
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。
//头文件--function1.h
#include <stdio.h>
namespace MyNamespace {
    void function1() {
        printf("This is function1 in file1\n");
    }
}
//头文件--function2.h
#include <stdio.h>
namespace MyNamespace {
    void function2() {
        printf("This is function2 in file2\n");
    }
}
//测试文件
#include "function1.h"
#include "function2.h"

// 声明函数原型,以便在main函数中调用

int main() {
    MyNamespace::function1();
    MyNamespace::function2();
    return 0;
}
8264bc689be24edda6f476c15a24c7f8.png

3.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
#include<stdio.h>
namespace bite
{
	int a = 0;
	int b = 1;
}
int main()
{
	// 编译报错:error C2065: “a”: 未声明的标识符
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

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,冲突风险很大,日常小练习程序为了方便推荐使用。
#include <stdio.h>
namespace N {
	int a = 520;
	int b = 1314;
}
int main()
{  
	// 指定命名空间访问
	printf("%d\n", N::a);
	// using将命名空间中某个成员展开
	using N::b;
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}
注意:
C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中

标准库命名空间: C++标准库中的所有功能都定义在std命名空间中。你可以使用std::前缀来访问标准库中的成员,或者使用using声明或指令来引入特定的成员。在使用命名空间时,应该考虑到代码的清晰性和可维护性。虽然using指令可以简化代码,但过度使用可能会导致名称冲突和代码的不可预测性。因此,最好是在局部作用域或函数内部使用using声明,而不是在全局作用域或头文件中使用using namespace指令。

4.C++的输入输出

1.<iostream> 是 Input Output Stream 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。
2.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。
3.std::cout 是 ostream 类的对象,它主要面向窄字符的标准输出流。
4.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。
5.<<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)
6.使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),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。
7. 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,这里简单认识⼀下C++ IO流的用法。
8.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。
9.一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。
10.这用我们没有包含<stdio.h>,也可以使用printf和scanf,在包含<iostream>间接包含了。vs系列
编译器是这样的,其他编译器可能会报错。

代码展示

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
	int a = 10;
	double b = 5.2;
	char c = 'd';
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
	std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;
	scanf("%d %lf", &a, &b);
	printf("%d %lf", 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;
}

扩展了解部分(提高效率)

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
// 在io需求⽐较⾼的地⽅,如部分⼤量输⼊的竞赛题中,加上以下3⾏代码
// 可以提⾼C++IO效率
ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);
cout.tie(nullptr);
return 0;
}

结束语

本节内容新知识不是很多,着重讲了namespace的用法,下节内容将带来更加有趣的C++知识,欢迎大家的捧场!!!

最后感谢各位友友的支持,友友们动个手指点个赞,留个评论吧!!!

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