📝前言：
本文章適合有一定C語言編程基礎的讀者瀏覽，主要介紹從C語言到C++過度，我們首先要掌握的一些基礎知識，以便于我們快速進入C++的學習，為后面的學習打下基礎。
這篇文章的主要內容有：
1，命名空間namespace
2，C++的輸入和輸出
3，缺省參數
4，函數重載

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一，namespace

1. namespace的定義

1.1. 作用域

在學習namespace前，我們先了解域的概念。
在C語言中，我們學習過全局變量和局部變量，看下面這段代碼：

#include<stdio.h>
int a = 10;
int b = 30;
int main() {int a = 20;printf("%d\n", a); //輸出 20printf("%d", b); //輸出 30return 0;
}

全局變量的作用域是全局，局部變量的作用域是函數內，且局部變量的優先級高于全局變量。除了這兩個域，C++中還有命名空間域，類域。域影響的是編譯時語法查找一個變量/函數/類型的出處的邏輯，在同一個域中出現同名，就會沖突，如：

int a = 10;
int a = 30;

為了解決這個問題，C++引入了namespace，目的是對標識符的名稱進行本地化，以避免沖突。
全局域和局部域還會影響變量的生命周期，命名空間域和類域不影響變量生命周期。

1.2. namespace定義

基本語法：
namespace關鍵字 + 空間名稱 + {} （注意{}后不需要跟;），如：

namespace tr
{// 命名課件內可定義 變量/函數/類int a = 10;int sub(int a, int b) {return a - b;}struct Node {struct Node* next;int val;};
}

2. namespace的使用

2.1. 指定namespace

語法：名稱::變量名
::是作用域解析符，用來指定要使用的明明空間中的成員

int a = 10;
namespace tr {int a = 20;
}
int main() {printf("%d", tr::a); //輸出20return 0;
}

2.2. 展開namespace

2.2.1. 展開整個namespace

語法：using namespace 命名空間名稱
using指令會將命名空間中的所有名稱引入到當前作用域（注意若有與當前作用域同名的變量，就會沖突），如：

int a = 10;
namespace tr {int a = 20;
}
using namespace tr; //因為全局已經有一個a，會沖突，正確可以使用tr::a來訪問a

因此，展開全部成員的這種方法并不推薦，沖突風險很大
正確用法：

int a = 10;
namespace tr {int b = 20;int c = 30;
}
using namespace tr;
int main() {printf("%d", c); // 輸出30return 0;
}

2.2.2. 展開單個變量

語法：using 命名空間名稱::變量名稱

int a = 10;
namespace tr {int b = 20;int c = 30;
}
using tr::b;
int main() {printf("%d", b); // 輸出20return 0;
}

2.3. 使用注意事項

• namespace的本質是一個域，與全局域和局部域各自獨立，不同的域可以定義同名變量
• namespace只能定義在全局，可以嵌套定義。
• 一個文件中通常不可以有同名的namespace，如果有，編譯器會合并，視作一個
• 不同文件可以有同名的namespace，鏈接時，編譯器會合并同名的
• namespace未被展開或者指定時，默認在局部和全局里面找變量
• 將namespace用using展開后，查找順序為：局部域→命名空間域→全局域

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二，C++的輸入和輸出

在C++中，輸入和輸出（I/O）主要通過標準庫中的<iostream>頭文件提供的流（stream）機制來實現。C++的I/O流庫提供了靈活且類型安全的方式來處理輸入和輸出操作。

1. 核心概念

1.1. 流（Stream）

• 流是數據在源和目標之間流動的抽象。
• 輸入流（Input Stream）：從外部設備（如鍵盤、文件）讀取數據。
• 輸出流（Output Stream）：向外部設備（如屏幕、文件）寫入數據。

1.2. 標準流對象

C++預定義了以下標準流對象：

• std::cin：標準輸入流，通常與鍵盤輸入關聯。
• std::cout：標準輸出流，通常與屏幕輸出關聯。
• std::cerr：標準錯誤流，用于輸出錯誤信息（無緩沖）。
• std::clog：標準日志流，用于輸出日志信息（有緩沖）。

主要了解前兩個

2. 基本輸入和輸出操作

2.1. 輸出

• 使用std::cout和插入運算符<<將數據輸出到屏幕。

• 示例：

  #include <iostream>int main() {int num = 42;std::cout << "Hello, World!" << std::endl;  // 輸出字符串并換行std::cout << "The number is: " << num << std::endl;  // 輸出變量// 都是以字符串的形式輸出，相當于把 << 中間的字符串合并后輸出，一個<<   <<之間只能放一個變量return 0;
  }
  

• std::endl：插入一個換行符并刷新輸出緩沖區

2.2. 輸入

• 使用std::cin和提取運算符>>從鍵盤讀取數據。
• 示例：

  #include <iostream>int main() {int age;std::cout << "Enter your age: ";std::cin >> age;  // 從鍵盤讀取輸入并存儲到變量 age，多個變量輸入時，可用空格，換行符等符號間隔std::cout << "You are " << age << " years old." << std::endl;return 0;
  }
  

• 注意：std::cin會跳過空白字符（如空格、制表符、換行符）。

cin和cout自動判斷類型

3. 格式化輸出

雖然C++提供了多種方式格式化輸出，但是我們任然可以繼續使用C語言的格式化輸出方式，因為C++兼容C語言
下面介紹C++的格式化輸出：

3.1. 使用流操縱符

• std::setw(n)：設置輸出寬度為n。
• std::setprecision(n)：設置浮點數精度為n。
• std::fixed：以固定小數格式輸出浮點數。
• std::scientific：以科學計數法輸出浮點數。
• 示例：

  #include <iostream>
  #include <iomanip>  // 包含流操縱符int main() {double pi = 3.141592653589793;std::cout << std::fixed << std::setprecision(2) << "Pi: " << pi << std::endl;return 0;
  }
  

3.2. 控制進制

• std::dec：十進制（默認）。
• std::hex：十六進制。
• std::oct：八進制。
• 示例：

  int num = 255;
  std::cout << std::hex << "Hex: " << num << std::endl;  // 輸出 ff
  

4. 文件輸入和輸出

C++通過<fstream>頭文件支持文件操作：

4.1. 文件輸出

• 使用std::ofstream將數據寫入文件。
• 示例：

  #include <iostream>
  #include <fstream>int main() {std::ofstream outFile("output.txt");if (outFile.is_open()) {outFile << "Hello, File!" << std::endl;outFile.close();} else {std::cerr << "Failed to open file!" << std::endl;}return 0;
  }
  

4.2. 文件輸入

• 使用std::ifstream從文件讀取數據。
• 示例：

  #include <iostream>
  #include <fstream>
  #include <string>int main() {std::ifstream inFile("input.txt");std::string line;if (inFile.is_open()) {while (std::getline(inFile, line)) {std::cout << line << std::endl;}inFile.close();} else {std::cerr << "Failed to open file!" << std::endl; // 若文件未打開使用 std::cerr 輸出錯誤信息。}return 0;
  }
  

5 提升IO效率

ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr); 
cout.tie(nullptr);

第一句：解除 iostream 與 C 標準庫的同步。但要注意，一旦解除同步，就不能再混合使用 C++ 的流操作和 C 的函數操作，否則會導致輸入輸出順序混亂
第二，三句：解除cin和cout的綁定。在默認情況下，cin 是和 cout 綁定在一起的，即：在執行 cin 操作之前，會先刷新 cout 的緩沖區，以確保輸出的內容都被顯示出來。

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三，缺省參數

缺省參數（Default Arguments）允許函數在定義時為某些參數指定默認值。如果調用函數時沒有為這些參數提供實參，則使用默認值。

1. 缺省參數的基本用法

1.1. 語法

返回值類型 函數名(參數類型 參數名 = 默認值);

2.2. 示例

#include <iostream>// 函數聲明，帶有缺省參數
void printMessage(std::string message = "Hello, World!");int main() {printMessage();          // 使用默認參數,輸出: Hello, World!printMessage("Hi!");     // 提供自定義參數，輸出：Hi!return 0;
}// 函數定義
void printMessage(std::string message) {std::cout << message << std::endl;
}

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2. 缺省參數的規則

2.1. 從右向左設置缺省參數

• 缺省參數必須從右向左依次設置，不能跳過中間的參數。
• 示例：

  void func(int a, int b = 10, int c = 20);  // 正確
  void func(int a = 5, int b, int c = 20);   // 錯誤：b 沒有默認值
  

2.2. 函數聲明和定義

• 如果函數在聲明時指定了缺省參數，定義時不能再重復指定。
• 示例：

  // 聲明時指定缺省參數
  void printNumber(int num = 42);// 定義時不能重復指定，即: 這里不能再寫int num = 30
  void printNumber(int num) {std::cout << num << std::endl;
  }
  

2.3. 調用時的參數匹配

• 如果提供了實參，則使用實參；否則使用默認值。
• 必須從左到右依次給實參，不能跳躍給實參
• 示例：

  void printSum(int a, int b = 10, int c = 20) {std::cout << "Sum: " << a + b + c << std::endl;
  }int main() {printSum(1);        // 輸出：Sum: 31 (1 + 10 + 20)printSum(1, 2);     // 輸出：Sum: 23 (1 + 2 + 20)printSum(1, 2, 3);  // 輸出：Sum: 6 (1 + 2 + 3)return 0;
  }
  

2.4. 默認值必須是常量或全局變量

• 默認值不能是局部變量或動態計算的值。
• 示例：

  int defaultValue = 10;
  void func(int a = defaultValue);  // 正確
  void func(int a = rand());       // 錯誤：默認值不能是動態計算的值
  

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四，函數重載

函數重載（Function Overloading） 是C++中的一種特性，允許在同一個作用域內定義多個同名函數，但這些函數的參數列表必須不同（參數的類型、數量或順序不同）。

1. 函數重載的基本規則

1.1. 參數列表必須不同

• 函數重載的核心是參數列表的不同。參數列表的不同可以體現在：
  • 參數的類型不同。
  • 參數的數量不同。
  • 參數的順序不同（如果類型不同）。
• 注意：返回值類型不同不能作為函數重載的依據。

1.2. 示例

下面共五個重載

#include <iostream>void print(int a) {std::cout << "Printing int: " << a << std::endl;
}void print(double a) { // 類型不同std::cout << "Printing double: " << a << std::endl;
}void print(int a, int b) { // 數量不同std::cout << "Printing two ints: " << a << ", " << b << std::endl;
}// 下面兩者為順序不同
void print(int a, char c) { std::cout << "Printing int: " << a << ' ' << "Printing char: " << c << std::endl;
}void print(char c, int a) { std::cout << "Printing int: " << a << ' '<< "Printing char: " << c << std::endl;
}int main() {print(10);          // 調用 void print(int a)print(3.14);        // 調用 void print(double a)print(10, 20);      // 調用 void print(int a, int b)print(10, 'c');     // 調用 void print(int a, char c)print('d', 10);     // 調用 void print(char c, int a)return 0;
}

輸出：

Printing int: 10
Printing double: 3.14
Printing two ints: 10, 20
Printing int: 10 Printing char: c
Printing int: 10 Printing char: d

1.3. 避免歧義調用

• 示例一：

  void func(int a, double b = 3.14);
  void func(int a);func(10);  // 錯誤：調用歧義，無法確定調用哪個函數
  

• 示例二：

void func(int a = 3, double b = 3.14);
void func(int a, double b, int c);func(10); // 歧義：因為第一個func可接受參數數量：[0,2]，第二個func可接受參數數量 3 編譯器無法判斷是錯誤的調用了第二個還是正確的調用了第一個
func(); // 會調用第一個，因為沒參數，編譯器可判斷
func(10, 2.1, 5); // 會調用第二個，因為傳入了三個參數

盡量避免寫容易歧義的函數重載，在調用時也要判斷重載的函數是否有歧義。

最后推薦幾個個C++參考文檔
1，非官方，按頭文件分類：https://legacy.cplusplus.com/reference/
2，官方中文：https://zh.cppreference.com/w/cpp
3，官方英文：https://en.cppreference.com/w/

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