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文章目录
- 前言
- 一、第一个C++程序
- 二、C++ 关键字(C++98)
- 三、命名空间
-
- 1、命名空间的定义
- 2、命名空间的使用
- 3、命名空间的三种展开方式
- 四、C++输入&&输出&&换行
-
- 1、cin / cout / endl 的简单理解
- 2、printf / scanf 和 cout / cin 适用场景
- 3、提速技巧
- 五、缺省参数
-
- 1、缺省参数简介
- 2、全缺省参数
- 3、半缺省参数
- 4、缺省参数的优点
- 5、缺省参数注意点
- 六、结语
前言
大家好,我是夏目浅石。今天为大家带来一篇C++的博客,后续夏目会持续更新C++的博客文章,希望可以和你一起成长,一起进步。
C++语言建立在C的基础之上。C++ 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。这些使得 C++ 更加强大。
所以我们学习C++入门的时候,会学习很多语法知识,但这些实际上就是对C语言的拓展和补充,使得C语言更加强大。
对于 C++ 的重点,其实有两方面,一块是我们入门结束后要学习的类和对象,还有一部分就是 stl 标准模板库。这些我在以后都会重点讲解。
下面就开始我们C++的学习吧!!!
一、第一个C++程序
在学习一门语言的时候,我们通常都会用相应的语言去编写“hello world”的程序,意味着打开了新的世界,so 我们也要写一个这样的程序:
#include
using namespace std;
int main()
{
cout "hello world" endl;
return 0;
}
这就是C++的hello world 写法,但是我们有没有考虑过他为什么能打印出”hello world”?
这里的 namespace
是什么,打印内容的那一句代码又是什么意思呢?
so 我们带着这些疑问来到了下面的知识区域。
二、C++ 关键字(C++98)
C++一共有63个关键字,其中包含 C语言的32个关键字。
接下来我们就来认识一下它们:
数量大约是我们学习 C 语言时的两倍。
我们这边就是见一见,之后文章中都会讲到
三、命名空间
接下来我们要讲的是 namespace
命名空间。
命名空间的作用: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。
对于C语言,是无法解决命名冲突的,举一个例子:
rand
是C语言中取随机数的一个库函数,在没有引用头文件#incldue
的情况下,我们可以使用rand
来定义变量。
但是一旦引用了头文件,就会发生报错:
这就是 命名冲突 。这种情况实际上很常见,比如定义变量时可能会和库里的名字冲突;在与他人合作时,可能多个人定义的名字之间也会冲突。
而通过命名空间,就可以轻松解决这个问题。
1、命名空间的定义
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。
我们定义出的命名空间就像一个域,就像局部域和全局域一样,每个域之间不相互影响,我们可以把命名空间叫做命名空间域。
命名空间域只影响使用,不影响生命周期。
所以在不同的 namespace
中的成员就不会互相冲突。
命名空间有 四个特点 :
- 命名空间不受限制,可以随便取.
- 命名空间可以定义变量/函数/结构体,自由.
- 命名空间可以嵌套.
- 若同一工程中,命名空间名字相同,最终会被合并为一个命名空间,此时就 几乎丧失了命名空间的作用,因为在这里面命名冲突存在的话依然会报错.
下面逐个演示一下:
1、2特点:
namespace xiamu
{
int val = 10;
int solve()
{
int returnvalue = 11;
return returnvalue;
}
}
3特点:
namespace xiamu
{
int x = 10;
namespace qianshi
{
int xx = 100;
}
}
4特点:
这里就相当于用 tool.h 中的 print 函数将 Test.h 中的 x 打印了出来。
2、命名空间的使用
命名空间的使用的关键为 域作用限定符 ::
,就是我们上面 4 特点中像个骰子一样的 ::
。
::
的左边为域,如果有命名空间域,则限定访问命名空间域中的内容,如果域左边为空,访问的就是全局域,会直接到全局范围内找 ::
右边的变量或其他。
举个::
访问全局域的例子 :
我们知道,C/C++ 为局部优先原则,默认先从局部找,但是 ::
就直接将域限定到了全局域,找到就使用,找不到就报错。所以打印的为全局的 a = 2
。
如果在命名冲突的情况下,就可以将冲突的部分放到不同的域,通过域作用限定符来访问命名空间,::
左边就放命名空间,右边就是命名空间中的成员,通过这种方式来解决问题 ,我们再举个例子:
我们之前学过数据结构,知道链式队列中是要使用到链表的,假如此刻我们有两个头文件:
namespace AQueue
{
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
struct Queue
{
struct Node* head;
struct Node* tail;
};
}
namespace BList
{
struct Node
{
struct Node* next;
struct Node* prev;
int val;
};
}
//如果同时包含头文件,且定义相同类型名字 Node 的节点,通过命名空间就可以成功定义:
#include "List.h"
#include "Queue.h"
int main()
{
struct AQueue::Node node1;
struct BList::Node node2;
// struct是一个前缀,::修饰的是冲突的部分。
}
我们看到是可以成功定义的。
这里 struct1
放命名空间的前面是因为冲突的是 Node
,struct
是一个前缀,::
修饰的是冲突的部分。
嵌套命名空间的使用 :
通过 ::
不断访问命名空间,找到 print
函数和 a
完成对数据的打印。
3、命名空间的三种展开方式
通过我们上面了解了命名空间的使用,其实发现有时使用很繁琐,需要不停的 ::
展开,所以命名空间还有别的展开方式。
命名空间一共有三种展开方式:
- 指定命名空间访问(就是我们上方的,使用一次展开一次)
- 全局展开
- 部分展开
对于这块的讲解呢,就可以回归我们第一个 C++ 程序的代码了。这就既能解决我们的疑惑,又能讲解知识点。
#include
using namespace std;
int main()
{
cout "hello world" endl;
return 0;
}
实际上通过上面的学习我们可以知道:其实 std
就是一个命名空间,为了防止命名冲突,C++ 之父在发明是就给它包好了一个空间,就是 std
。
指定命名空间访问:
指定命名空间就是一个个展开嘛,直接上代码:
全局展开 :
全局展开就是 using namespace std
,直接将 std
在全局展开了,所以使用的时候就无须使用 ::
进行逐个展开,可以直接使用。
打个比方,比如没展开,就会直接在全局找这个变量;但是如果展开,就不仅在全局找,还会到命名空间找。展开相当于影响了编译时的查找规则。
#include
using namespace std;
int main()
{
cout "hello world" endl;
return 0;
}
但是实际上这种展开方式并不好,因为命名空间,就是为了防止冲突而建立。这边就相当于直接把命名空间拆开来了。
所以对于这种展开我认为在平常练习代码,或者是刷题时很好用,但是对于写工程就不适合了。所以在之后的讲解知识点的时候,我大多还是全局展开,但是小伙伴们需要注意区分一下使用场景。
部分展开 :
综合上面两种方案,还有一种就是部分展开,对命名空间某个常用成员进行展开,比如:
#include
using std::cout;
using std::endl;
int main()
{
cout "hello world" endl;
return 0;
}
假如 cout
常用,我就部分展开 cout
;对于 endl
我就不进行展开,还是指定访问。
总结 :
命名空间的展开就是为了使用的方便,对于不同的情况有不同的展开方式:
- 写工程,写项目:常用的部分展开,不常用的局部展开,两者混搭,一切为了安全和严谨。
- 练习,刷题:用全局展开更加方便,一切为了效率和方便。
四、C++输入&&输出&&换行
对于 C++ 的输入和输出其实是很复杂的,其中涉及到运算符重载等知识,以现在博主的水平可能说的还不是很清楚,所以我们这边就大体介绍一下,知道怎么用就行。等以后理解透彻了,我会再把它但对拎出来讲解。
1、cin / cout / endl 的简单理解
#include
using namespace std;
int main()
{
int num = 0;
cin >> num;
cout num endl;
return 0;
}
说明:
- cout 和 cin是全局的流对象,endl 是特殊的 C++ 符号,表示换行输出,等价于 ‘n’ 。它们都包含在包含 头文件中。
- 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 头文件以及按命名空间使用方法使用 std 库。
- > 是流提取运算符。在进行输出时,通常写作 cout > ,同理,可以理解为从黑框中提取数据到变量中。
- cout 和 cin 分别为 ostream 和 istream 的对象,> 则涉及到运算符重载,实际上并不简单。
我们甚至初学时,可以直接理解,cout > 就是输入。
下面,再演示一下 endl 等价于换行 :
2、printf / scanf 和 cout / cin 适用场景
我们在写 C++ 时,有时候会穿插着 C 语言写,就拿 cout 和 cin 来说,它们的效率和方便性其实十分优秀,比如 自动识别类型 :
这样就省去了格式化的控制,大大优化了代码体验。
但是 cout / cin 也有不太方便的情况,就比如控制精度这一方面,cout 输出时就有点麻烦,这时使用 printf 就很方便:
3、提速技巧
由于 C++ 需要兼容 C ,所以需要保证一些缓冲区等的同步,所以有时 cin 和 cout 速度会相对较 scanf 和 printf 较慢,所以可以通过关掉同步来对 cin 和 cout 进行提速,在写一些算法题时,经常见到:
ios::sync_with_stdio(false); // 关掉同步,提速 cin
cout.tie(NULL); // 提速 cout
但是请注意,一旦用了这两句代码 scanf 和 printf 就无法使用了!
五、缺省参数
缺省参数相当于又给 C 语言填上了一个 “坑” 。
1、缺省参数简介
缺省参数有时也被叫做默认参数。
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。
在 C++ 中,支持给 函数形参赋值 的情况,例如:
#include
using namespace std;
void Func(int a = 2)
{
cout a endl;
}
int main()
{
Func(1);
Func();
return 0;
}
这时 a
就为缺省参数。
这里就相当于给参数提供了一个缺省值,如果不进行传参,就会直接使用缺省参数的缺省值;如果传参,则使用传递的参数。
而缺省参数又分为两类:全缺省参数 和 半缺省参数 。
2、全缺省参数
全缺省参数就是所有参数都具有缺省值 ,所以函数调用十分随意轻松。
举个例子:
以上例子就把 Func
的传参方式都涵盖了。若主动传参,传递的参数从函数第一个函数开始,依次传递。
使用缺省值,必须从右往左连续使用:
例如全缺省参数这样传参:Func(, 2, )
就是错误的,传参必须连续,缺省值使用必须从右往左连续使用 !
3、半缺省参数
半缺省参数也叫部分缺省,必须从右往左连续缺省 。
下面给出正确定义和错误定义:
看看使用方式:
4、缺省参数的优点
缺省参数让函数使用更加灵活,就拿之前我们数据结构的例子来说,比如我们当初写栈时,当栈初始化时,可以开辟空间,也可以不开辟空间。
#include
using namespace std;
struct Stack
{
int* a;
int top;
int capacity;
};
void StackInit(struct Stack* p)
{
p->a = (int*)malloc(sizeof(int) * 100); // 空间开定 100
p->top = 0;
p->capacity = 100;
}
int main()
{
Stack st;
StackInit(&st);
return 0;
}
这种写法有一个缺点,就是空间写定了,就只能是开 100 个整形空间;如果想开辟两个大小不同的栈就没办法了,开大了浪费,开小了不够用。
实在没办法就是再增加一个参数。可是增加参数,如果对于无需求传参的使用者来说,又是一件麻烦事,所以也不太可行。
但是如果这时使用缺省参数,就可以解决这个问题:
当然缺省参数的作用远不止于此,之后我们会发现这个缺省参数真的牛!
5、缺省参数注意点
一共四点:
- 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
- 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)
六、结语
今天我们一起学习了C++的第一节知识,希望可以帮助到大家。
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