前言
C++ 就是在对 C语言使用中遇到的缺陷与不足的改进。
C++是在C的基础之上,容纳进去了面向对象编程思想,并增加了许多有用的库,以及编程范式等。熟悉C语言之后,对C++学习有一定的帮助。
本章节主要目标:
- 补充C语言语法的不足,以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的,比如:作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。
- 为后续类和对象学习打基础
一、C++关键字(C++98)
C++总计63个关键字(涵盖 C语言32个关键字)
二、命名空间 namespace
(一)namespace的出现
在C/C++中出现的问题:
- 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。
- 写的变量名与库里面的名冲突
- 在项目异步进行时,最终项目合并时,也容易导致很多命名上的冲突(重命名)
如下面这个例子
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> //包含rand()函数 int rand = 10; //全局变量中也有 命名为rand的变量 // C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决 int main() { printf("%d\n", rand); return 0; } // 编译后后报错:error C2365: “rand”: 重定义;以前的定义是“函数”
- C++ namespace[ 关键字 ] 对此进行了优化:
平时程序运行中 默认访问全局变量里的变量 。namespace相当于一堵围墙,平时都会绕开,默认不会进入墙里找域访问 。只有 展开命名空间,才有权限进入命名空间内访问存放的变量。
使用 namespace 后
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> //包含rand()函数 namespace nini{ int rand = 10; } // C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决 int main() { printf("%d\n",nini::rand); // :: 域作用限定符 return 0; }
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。
(二)namespace的定义
(1)namespace 的正常定义
namespace[关键字] + 命名空间的名字 + { } +( { } 里面 )命名空间的成员
- 一般开发中是用 项目名字 做 命名空间名 。
- 命名空间中可以定义 变量 / 函数 / 类型(如结构体等)
[ 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 ]
namespace nini { // 命名空间中可以定义变量/函数/类型 int rand = 10; //变量 int Add(int left, int right) //函数 { return left + right; } struct Node //类型 { struct Node* next; int val; }; }
(2)namespace的功能特性
1. 命名空间 可嵌套
// 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; } } }
2. 同一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; } }
命名空间的使用
(1)加 命名空间名称 及 ::
作用域限定符 [ 每次指定命名空间 ]
int main() { printf("%d\n", N::a); // :: 作用域限定符 【指定命名空间】 return 0; }
☆(2) using 将 命名空间中某个成员 引入 [ 部分展开 ]
using N::b; int main() { printf("%d\n", N::a); printf("%d\n", b); return 0; }
(3) using namespace 命名空间名称 引入 [ 全展开 ]
using namespce N; int main() { printf("%d\n", N::a); printf("%d\n", b); Add(10, 20); return 0; }
- 关于 全展开 与 部分展开 的讨论:
对命名空间进行展开 [ 命名空间全展开 ] (3) 其实是一件很危险的事,直接展开,全部暴露,又有冲突的风险。 而 每次指定命名空间(1)又很不方便 。
指定展开(2)就可以解决问题 。指定展开 常用的 。
using std::cout; using std::endl; int main(){ cout<<"hello world\n"; int a=10; double b=11.11; cout << a << endl << b << endl; cout << a << endl << b << endl; cout << a << endl << b << endl; }
三、using namespace std
std命名空间的使用惯例:
std 是 C++标准库 的命名空间,如何展开std使用更合理呢?
- 在日常练习中,建议直接 using namespace std 即可,这样就很方便。
- using namespace std 展开,标准库就全部暴露出来了,如果我们定义跟库重名的 类型/对象/函数 ,就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现,但是项目开发中代码较多、规模大,就很容易出现。所以建议在项目开发中使用,像 std::cout 这样使用时指定命名空间 + using std::cout 展开常用的库对象/类型等方式。
四、C++ 输入&输出 [ IO流 ]
(一)代码实现
(1)包含头文件 # include<iostream>
- io _ int & out 的缩写 + stream 流 => iostream 输入输出流
后面使用cout,cin时,必须 包含< iostream >头文件 以及 按命名空间使用方法使用std。
如下图
(2)cout cin endl
c(console 控制台)out,cin
- cout 标准输出对象(控制台) [ linux 叫其 终端 ]
- cin 标准输入对象(键盘)
cout和cin是全局的流对象。
- endl [ endline 结束这一行 ] 是特殊的C++符号(C++换行符),表示换行输出。
他们都包含在< iostream >头文件中。
(3)<< _ 流插入运算符,>> _ 流提取运算符
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,
这些知识我们我们后续才会学习,所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还有有一个章节更深入的学习IO流用法及原理 。
(二)C++输入输出 的特性:可 自动识别变量类型
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。
#include <iostream> using namespace std; int main() { //IO流 // 可以自动识别变量的类型 // << 流插入 std::cout << "hello world"; int a = 10; double b = 11.11; //int //字符串 //double //字符 std::cout << a << "\n"<< b << '\n'; std::cout << a << std::endl << b << std::endl; return 0; }
(三)cout,cin更复杂的用法
关于cout和cin还有很多更复杂的用法,比如控制浮点数输出精度,控制整形输出进制格式等等。
因为C++兼容C语言的用法【所以,这种在C++的复杂用法,可以在C中用其基本语法来实现】
int main(){ cout << "hello world\n"; int a = 10; double b = 11.11; cout << a << endl << b << endl; printf("%.1lf\n",b); //C++兼容C语言的用法,这种在C++的复杂用法,可以在C中用其基本语法来实现 }
这些又用得不是很多,我们这里就不展开学习了。后续如果有需要,我们再配合文档学习。
(三).h 头文件 以及 std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 <iostream.h> + std 的方式。